JP2020196317A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の暖房性能を確保する制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、ハイブリッド車両であり空調装置４０を備える車両１００に適用される。車両１００は、内燃機関２０と、モータジェネレータとしての第１モータジェネレータ８１と、を備えている。制御装置１０は、機関制御部１１とモータ制御部１２とによって、内燃機関２０の運転の自動停止および自動始動を行う間欠運転制御と、内燃機関２０への燃料供給を停止させて第１モータジェネレータ８１の駆動によって内燃機関２０のクランク軸を回転させるモータリング制御と、を実行する。そして、制御装置１０は、空調装置４０に対して暖房運転を行う要求があり、且つ内燃機関２０の冷却水の温度が水温閾値よりも低いとき、間欠運転制御による間欠停止を禁止するとともにモータリング制御の実行を禁止して内燃機関２０の運転を継続させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１には、車両の減速時に、内燃機関への燃料供給を停止してモータジェネレータによって内燃機関をモータリングするハイブリッド車両が開示されている。
また、車両に搭載される空調装置として、内燃機関の冷却水との熱交換によって暖房運転を行うものが知られている。

特開２０１７−１２８１５２号公報

燃料供給が停止されて燃焼が行われていない場合、冷却水の温度が低下しやすくなる。このため、冷却水との熱交換によって暖房運転を行う空調装置を車両が備えている場合、内燃機関での燃焼が行われていないときには暖房運転を行っても車室内の温度が上昇しにくい。すなわち、空調装置の暖房性能が確保できないことがあった。

上記課題を解決するための制御装置は、車両の動力源としての内燃機関およびモータジェネレータと、前記内燃機関の冷却水との熱交換によって暖房運転を行う機能を備える空調装置と、を有するハイブリッド車両に適用され、前記内燃機関を制御する機関制御部と、前記モータジェネレータを制御するモータ制御部と、を備え、前記機関制御部と前記モータ制御部とによって、前記内燃機関の運転の自動停止および自動始動を行う間欠運転制御と、前記内燃機関への燃料供給を停止させて前記モータジェネレータの駆動によって前記内燃機関のクランク軸を回転させるモータリング制御と、を実行する制御装置であって、前記暖房運転を行う要求があり、且つ前記冷却水の温度が水温閾値よりも低いとき、前記間欠運転制御による前記内燃機関の間欠停止を禁止するとともに前記モータリング制御の実行を禁止して前記内燃機関の運転を継続させることをその要旨とする。

上記構成によれば、暖房運転を行う要求があり冷却水の温度が水温閾値よりも低いときには、間欠停止およびモータリング制御の実行が禁止されて内燃機関における燃焼が継続される。これによって、冷却水の温度が上昇しやすくなる。このため、冷却水との熱交換を利用する空調装置の暖房運転において、車室内の温度が上昇しにくくなることを抑制できる。すなわち、空調装置の暖房性能を確保することができる。

上記制御装置の一例では、前記空調装置の運転に用いられる車室内の温度の目標値を設定温度とすると、前記水温閾値は、前記設定温度が高いほど高い値に設定される。
上記構成によれば、空調装置に要求されている暖房性能に応じて、間欠停止の禁止と、モータリング制御の実行の禁止と、を行う時期および期間が調整される。たとえば、空調装置の設定温度が高いときほど間欠停止およびモータリング制御が禁止されやすくなる。このため、冷却水の温度がより上昇しやすくなり、暖房運転によって車室内の温度がより上昇しやすくなる。すなわち、空調装置に要求されている暖房性能に見合った空調装置の暖房性能を確保することができる。

上記制御装置の一例では、前記モータリング制御を禁止しているときに制動操作が行われた場合、前記モータジェネレータの発電によって前記車両に回生制動力を付与する。
モータリング制御の実行を禁止している場合には、内燃機関において燃焼が継続されていることによってエンジンブレーキによる制動力が付与されにくい。上記構成によれば、モータジェネレータの発電によって回生制動力を付与することで、制動操作が行われた場合に車両に付与する制動力を補うことができる。

上記制御装置の一例では、前記暖房運転を行う要求があり、前記間欠停止または前記モータリング制御を行う要求がある場合、前記冷却水の温度が前記水温閾値よりも低くなって前記間欠停止および前記モータリング制御を中断させたあと、前記冷却水の温度が前記水温閾値以上になったときには、前記間欠停止および前記モータリング制御を再開させる。

上記構成によれば、暖房性能を確保しつつ、暖房運転によって車室内の温度が上昇しやすいときには、間欠運転制御またはモータリング制御の実行要求に基づいて当該制御の実行を再開することができる。

なお、上記制御装置の一例においてモータリング制御の実行は、以下の場合に要求される。内燃機関が排気を浄化する触媒を排気通路に備えている場合、前記機関制御部は、前記触媒に導入される排気が含む酸素量を増加させる触媒臭抑制処理として前記モータリング制御の実行を要求する。

また、上記制御装置の一例では、前記機関制御部は、炭化水素による前記触媒の被毒を解消する被毒解消処理として前記モータリング制御の実行を要求する。

制御装置の一実施形態と、同制御装置が適用される車両と、を示す模式図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する触媒臭抑制処理のフローチャート。 同実施形態にかかる制御装置が実行する被毒解消処理のフローチャート。 同実施形態にかかる制御装置が実行する暖房優先処理のフローチャート。 同実施形態にかかる制御装置が実行する劣化抑制処理のフローチャート。

以下、制御装置の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１は、車両１００と、車両１００の制御装置１０と、を示している。車両１００は、走行用の動力源として内燃機関とモータジェネレータとを搭載する、いわゆるハイブリッド車両である。車両１００は、内燃機関２０と、内燃機関２０のクランク軸２８に接続されている動力配分統合機構５０と、動力配分統合機構５０に接続されている第１モータジェネレータ８１と、を備えている。さらに、車両１００は、第２モータジェネレータ８２を備えている。第２モータジェネレータ８２は、リダクションギア６０を介して動力配分統合機構５０に連結されている。車両１００の駆動輪７２は、減速機構７０およびディファレンシャル７１を介して動力配分統合機構５０に連結されている。

動力配分統合機構５０は、遊星歯車機構である。動力配分統合機構５０は、外歯歯車の第１サンギア５１と、第１サンギア５１と同軸配置されている内歯歯車の第１リングギア５２とを有している。第１サンギア５１と第１リングギア５２との間には、第１サンギア５１および第１リングギア５２の双方と噛み合う複数の第１ピニオンギア５３が配置されている。各第１ピニオンギア５３は、自転および公転が自在な状態でキャリア５４に支持されている。第１サンギア５１には、第１モータジェネレータ８１が連結されている。キャリア５４には、クランク軸２８が連結されている。第１リングギア５２にはリングギア軸５５が接続されている。リダクションギア６０および減速機構７０は、動力配分統合機構５０のリングギア軸５５に連結されている。

リダクションギア６０は、遊星歯車機構である。リダクションギア６０は、外歯歯車の第２サンギア６１と、第２サンギア６１と同軸配置されている内歯歯車の第２リングギア６２とを有している。第２サンギア６１と第２リングギア６２との間には、第２サンギア６１および第２リングギア６２の双方と噛み合う複数の第２ピニオンギア６３が配置されている。各第２ピニオンギア６３は、自転自在であるものの公転不能になっている。第２サンギア６１には、第２モータジェネレータ８２が連結されている。第２リングギア６２には、リングギア軸５５が接続されている。

車両１００は、バッテリ８５と、バッテリ８５に接続されている第１インバータ８３および第２インバータ８４を備えている。第１インバータ８３は、第１モータジェネレータ８１に接続されている。第２インバータ８４は、第２モータジェネレータ８２に接続されている。

内燃機関２０の出力がクランク軸２８を介してキャリア５４に入力されると、当該出力は、第１サンギア５１側と第１リングギア５２側とに分配される。第１サンギア５１に連結されている第１モータジェネレータ８１に内燃機関２０の出力が入力されることによって、車両１００は、第１モータジェネレータ８１による発電を行うことができる。

第１モータジェネレータ８１は、電動機としても機能する。第１モータジェネレータ８１を電動機として機能させた場合、第１モータジェネレータ８１の出力は、第１サンギア５１に入力される。第１サンギア５１に入力された第１モータジェネレータ８１の出力は、キャリア５４側と第１リングギア５２側とに分配される。車両１００は、キャリア５４に入力される第１モータジェネレータ８１の出力によって、クランク軸２８を回転させることができる。第１モータジェネレータ８１は、クランク軸２８に出力トルクを入力可能なモータジェネレータである。

第１モータジェネレータ８１は、第１インバータ８３を介してバッテリ８５と電力の授受を行う。
第２モータジェネレータ８２は、発電機として機能することができる。車両１００を減速させる際に、第２モータジェネレータ８２を発電機として機能させることによって、第２モータジェネレータ８２の発電量に応じた回生制動力が発生する。

また、第２モータジェネレータ８２は、電動機としても機能する。第２モータジェネレータ８２を電動機として機能させた場合、第２モータジェネレータ８２の出力は、リダクションギア６０、リングギア軸５５、減速機構７０およびディファレンシャル７１を介して駆動輪７２に入力される。すなわち、車両１００は、第２モータジェネレータ８２の駆動によって駆動輪７２を回転させて走行することができる。

第２モータジェネレータ８２は、第２インバータ８４を介してバッテリ８５と電力の授受を行う。
図１に示すように、内燃機関２０は、気筒２４を有している。内燃機関２０は、気筒２４に収容されているピストンを備えている。ピストンは、コネクティングロッドを介してクランク軸２８に連結されている。ピストンは、クランク軸２８の回転と連動して気筒２４内を往復動する。気筒２４において、ピストンよりも上方の空間は、燃焼室になっている。

内燃機関２０は、燃焼室に吸気を導入する吸気通路２１を備えている。内燃機関２０は、吸気通路２１に設けられているスロットルバルブ２２を備えている。スロットルバルブ２２は、その開度に応じて吸気通路２１を流れる吸気の流量を調整する。内燃機関２０は、燃料タンクから供給された燃料を噴射する燃料噴射弁２３を備えている。燃料噴射弁２３は、吸気通路２１に設けられている。

内燃機関２０は、燃焼室に導入された燃料と吸気との混合気を火花放電によって点火する点火装置２５を備えている。内燃機関２０は、燃焼室で燃焼された混合気を排気として排出する排気通路３１を備えている。

内燃機関２０は、排気通路３１を流通する排気を浄化する触媒装置３２を排気通路３１に備えている。触媒装置３２には、排気を浄化する三元触媒が担持されている。内燃機関２０は、排気通路３１における触媒装置３２よりも下流側に、粒子状物質を捕集するフィルタ３３を備えている。フィルタ３３には、触媒装置３２と同様の三元触媒が担持されている。

内燃機関２０は、気筒２４の周囲に冷却水を循環させる水路であるウォータージャケット２９を備えている。内燃機関２０には、ウォータージャケット２９から冷却水を流出させる流出口４２と、ウォータージャケット２９に冷却水を流入させる流入口４３と、が設けられている。内燃機関２０は、流出口４２と流入口４３とを接続するラジエータ水路４７を備えている。ラジエータ水路４７には、車両１００に搭載されているラジエータ４８が配置されている。ラジエータ水路４７におけるラジエータ４８よりも流入口４３側には、電子式のサーモスタット４５と電動式のウォーターポンプ４６とが順に配置されている。

サーモスタット４５が開弁している状態でウォーターポンプ４６が駆動している場合、流出口４２を介してウォータージャケット２９からラジエータ水路４７に冷却水が流出し、流入口４３を介してラジエータ水路４７からウォータージャケット２９に冷却水が流入する流れが形成される。ラジエータ水路４７を流れる冷却水がラジエータ４８を通過することによって、外気と冷却水との間で熱交換が行われて冷却水が冷却される。一方、サーモスタット４５が閉弁している場合には、ラジエータ４８に冷却水が導入されない。

また、流出口４２には、ヒータ水路４１の一端が接続されている。ヒータ水路４１の他端は、ラジエータ水路４７におけるサーモスタット４５とウォーターポンプ４６との間に接続されている。ヒータ水路４１には、ヒータコア４４が配置されている。

ウォーターポンプ４６が駆動している場合、サーモスタット４５の開閉状態にかかわらず、流出口４２を介してウォータージャケット２９からヒータ水路４１に冷却水が流出し、流入口４３を介してウォータージャケット２９に冷却水が流入する流れが形成される。ヒータ水路４１を流れる冷却水がヒータコア４４を通過することによって、車室内の空気と冷却水との間で熱交換が行われて空気が暖められる。

車両１００は、車室内の温度を調節する空調装置４０を備えている。空調装置４０は、冷却水との熱交換を行うヒータコア４４と、ヒータコア４４によって暖められた空気を送風する送風機と、車室内の温度を検出する室温センサと、を含んでいる。

車両１００は、空調装置４０の運転状態を切り換えるための空調操作盤９９を備えている。空調操作盤９９は、たとえば、車両１００の搭乗者によって操作可能なスイッチ、レバーまたはパネル等によって構成されている。空調操作盤９９は、制御装置１０と接続されている。空調操作盤９９を操作すると、当該操作に応じた信号が制御装置１０に入力される。空調操作盤９９によって、たとえば、空調装置４０の運転開始および運転終了を操作することができる。また、空調操作盤９９によって、空調装置４０を暖房運転に切り換えたり、冷房運転に切り換えたりすることができる。また、空調操作盤９９によって、車両１００の車室内の温度の目標値である設定温度の変更を行うこともできる。すなわち、空調操作盤９９によって、空調装置４０の運転に関する搭乗者の要求が制御装置１０に入力される。

車両１００および内燃機関２０は、各種センサを備えている。図１には、各種センサの例として、アクセル開度センサ９１と、エアフロメータ９２と、スロットルセンサ９３と、クランク角センサ９４と、水温センサ９５と、第１空燃比センサ９６と、第２空燃比センサ９７と、排気温度センサ９８と、を示している。各種センサからの検出信号は、制御装置１０に入力される。

制御装置１０は、アクセル開度センサ９１から入力される検出信号に基づいて、アクセルペダルの操作量としてアクセル開度ＡＣを算出する。制御装置１０は、エアフロメータ９２から入力される検出信号に基づいて、吸気通路２１を通過する空気量として吸入空気量ＧＡを算出する。制御装置１０は、スロットルセンサ９３から入力される検出信号に基づいて、スロットルバルブ２２の開度としてスロットル開度ＴＡを算出する。

制御装置１０は、クランク角センサ９４から入力される検出信号に基づいて、クランク軸２８の回転角を検出し、機関回転数ＮＥを算出する。制御装置１０は、水温センサ９５から入力される検出信号に基づいて、内燃機関２０のウォータージャケット２９を循環する冷却水の温度として冷却水温ＴＷを算出する。

制御装置１０は、第１空燃比センサ９６および第２空燃比センサ９７から入力される検出信号に基づいて、排気空燃比を算出する。制御装置１０は、第１空燃比センサ９６から入力される検出信号に基づいて、排気中の酸素量を算出することもできる。第１空燃比センサ９６は、排気通路３１における触媒装置３２よりも上流側に配置されている。第２空燃比センサ９７は、排気通路３１における触媒装置３２よりも下流側でありフィルタ３３よりも上流側に配置されている。制御装置１０は、排気温度センサ９８から入力される検出信号に基づいて、排気温度ＴＥを算出する。排気温度センサ９８は、排気通路３１における触媒装置３２よりも下流側でありフィルタ３３よりも上流側に配置されている。また、制御装置１０は、排気温度ＴＥに基づいて、触媒装置３２の温度として触媒温度ＴＣを算出する。

制御装置１０は、機能部として、内燃機関２０を制御する機関制御部１１と、第１および第２モータジェネレータ８１，８２を制御するモータ制御部１２と、を備えている。さらに、制御装置１０は、空調装置４０の運転を制御する空調制御部１３を備えている。

空調制御部１３は、空調操作盤９９からの入力に基づいて空調装置４０を制御する。空調制御部１３は、たとえばサーモスタット４５の開閉を切り換えたり、ウォーターポンプ４６の回転数を調整したり、空調装置４０における送風量を調整したりすることによって、車室内の温度を調節する。

機関制御部１１は、アクセル開度ＡＣ、吸入空気量ＧＡ、機関回転数ＮＥ等に基づいて、燃料噴射弁２３から噴射する燃料の要求値として要求噴射量を算出する。機関制御部１１は、要求噴射量に基づいて燃料噴射弁２３から燃料噴射を行わせる。機関制御部１１は、気筒２４で混合気を燃焼させるときには、ピストンが圧縮上死点近傍に達したタイミングで点火装置２５に火花放電を行わせる。

機関制御部１１は、内燃機関２０の運転中に燃料カット条件が成立しているとき、燃料カット制御を実行する。燃料カット制御は、車両１００が走行しており内燃機関２０のクランク軸２８が回転している状況下で燃料噴射弁２３からの燃料噴射を停止させて気筒２４内での燃焼を行わせないようにする処理である。燃料カット条件は、たとえば、アクセル開度ＡＣが「０」且つ車速ＶＳが規定の実施速度以上である場合に成立していると判定される。この場合、アクセル開度ＡＣが「０」以上になり車両１００の再加速が要求された場合、或いは車速ＶＳが規定の復帰速度よりも低くなった場合には、燃料カット条件が成立しているとの判定がなされない。

燃料カット条件が非成立の状態から燃料カット条件が成立している状態に移行すると、機関制御部１１は、燃料カット制御の実行を要求する。機関制御部１１は、点火装置２５による火花放電を停止させ、燃料噴射弁２３からの燃料噴射を停止させる。火花放電と燃料噴射が停止されると、気筒２４での混合気の燃焼が停止される。燃料カット条件が成立している状態から燃料カット条件が非成立の状態に移行すると、機関制御部１１は、点火装置２５による火花放電を再開させ、燃料噴射弁２３からの燃料噴射を再開させる。

モータ制御部１２は、第１モータジェネレータ８１および第２モータジェネレータ８２の駆動を制御する。また、モータ制御部１２は、バッテリ８５の状態を取得することができる。モータ制御部１２は、取得した情報に基づいて、バッテリ残量の指標として残容量ＳＯＣを算出する。

制御装置１０は、車両１００を走行させる走行モードとしてＨＶ走行モードまたはＥＶ走行モードを選択して、機関制御部１１とモータ制御部１２とによって車両１００の動力源を切り換えることができる。ＨＶ走行モードは、内燃機関２０および第１モータジェネレータ８１を車両１００の動力源とする走行モードである。ＥＶ走行モードは、第２モータジェネレータ８２を車両１００の動力源とする走行モードである。たとえば制御装置１０は、バッテリ８５の残容量ＳＯＣが所定値以上である場合にＥＶ走行モードを選択する。ＥＶ走行モードによってバッテリ残量が消費されて残容量ＳＯＣが所定値よりも少なくなると、ＨＶ走行モードを選択する。

制御装置１０は、ＨＶ走行モードを選択しているとき、内燃機関２０の運転の自動停止および自動始動を行う間欠運転制御を実行する。すなわち、間欠運転制御が実行されているとき、内燃機関２０を自動停止させる条件が成立すると、制御装置１０は、間欠停止を要求して内燃機関２０を停止させる。

制御装置１０は、点火装置２５による火花放電および燃料噴射弁２３からの燃料噴射を停止させて、火花放電および燃料噴射が停止した状態で第１モータジェネレータ８１の駆動によってクランク軸２８を回転させるモータリング制御を実行する。制御装置１０は、モータリング制御の実行が要求されたときにモータリング制御を実行する。

なお、本実施形態では、内燃機関２０の運転が停止されているときであっても、ウォーターポンプ４６の駆動が継続される。また、モータリング制御の実行中には、サーモスタット４５が閉弁される。

次に、本実施形態においてモータリング制御の実行が要求される例について、図２および図３を用いて説明する。
排気通路３１に配置されている触媒装置３２では、燃料が含有する硫黄成分が触媒に吸蔵される。硫黄成分が還元されて硫化水素となり触媒から放出されると、硫黄臭が発生することがある。以下では、排気の硫黄臭について、触媒臭と云う場合もある。制御装置１０は、触媒臭を抑制するための触媒臭抑制処理を実行する。制御装置１０は、触媒臭抑制処理においてモータリング制御の実行を要求する。

図２を用いて、触媒臭抑制処理について説明する。本処理ルーチンは、車速ＶＳが所定の車速以下であるときに所定の周期毎に繰り返し実行される。本処理ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ２０１では、触媒臭発生条件が成立しているか否かが判定される。触媒臭は、触媒装置３２に導入される酸素が不足すると発生しやすくなる。たとえば、排気中の酸素量が規定の閾値を下回っている場合、触媒臭発生条件が成立していると判定することができる。触媒臭発生条件が成立していない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。

一方、触媒臭発生条件が成立している場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０２に移行される。ステップＳ２０２では、間欠停止を実行中であるか否かが判定される。間欠停止を実行中である場合には、内燃機関２０の自動停止によって触媒装置３２への排気の導入が一時的に停止されているため触媒臭が発生しにくくなる。このため、間欠停止を実行中である場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、本処理ルーチンが終了される。

一方、間欠停止を実行中でない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理がステップＳ２０３に移行される。ステップＳ２０３では、制御装置１０は、モータリング制御の実行を要求する。その後、本処理ルーチンが終了される。

排気通路３１に配置されている触媒装置３２では、排気が含有する炭化水素が触媒に付着するＨＣ被毒が発生することがある。ＨＣ被毒は、触媒装置３２の浄化性能を低下させる要因となる。制御装置１０は、ＨＣ被毒を解消するための被毒解消処理を実行する。制御装置１０は、被毒解消処理においてモータリング制御の実行を要求する。

図３を用いて、被毒解消処理について説明する。本処理ルーチンは、車速ＶＳが所定の車速以下であるときに所定の周期毎に繰り返し実行される。本処理ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ３０１では、ＨＣ被毒条件が成立しているか否かが判定される。ＨＣ被毒は、排気空燃比がリッチである状態が継続されると進行しやすくなる。たとえば、排気空燃比がリッチである状態が規定時間以上継続した場合、ＨＣ被毒条件が成立していると判定することができる。ＨＣ被毒条件が成立していない場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。

ＨＣ被毒条件が成立している場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０２に移行される。ステップＳ３０２では、内燃機関２０の運転を停止しても要求出力を確保可能であるか否かが判定される。たとえば、第２モータジェネレータ８２を電動機として機能させるとき、バッテリ８５の残量から推定される第２モータジェネレータ８２の推定出力ＰＷｍから要求出力ＰＷを引いた値が規定の余力判定値以上である場合、残容量ＳＯＣに余裕があり内燃機関２０の運転を停止しても要求出力ＰＷを確保可能である。一方で、推定出力ＰＷｍから要求出力ＰＷを引いた値が規定の余力判定値よりも小さい場合、残容量ＳＯＣが少なく内燃機関２０の運転を停止すると要求出力ＰＷを満たすことができないことがある。内燃機関２０の運転を停止すると要求出力を確保できない場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、本処理ルーチンが終了される。

一方、内燃機関２０の運転を停止しても要求出力を確保可能である場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０３に移行される。ステップＳ３０３では、制御装置１０は、モータリング制御の実行を要求する。その後、本処理ルーチンが終了される。なお、被毒解消処理において実行が要求されるモータリング制御は、排気空燃比がリッチである状態を解消すると終了される。被毒解消処理におけるモータリング制御は、触媒臭抑制処理におけるモータリング制御よりも実行される期間が短い。

続いて、制御装置１０が実行する暖房優先処理について説明する。暖房優先処理は、モータリング制御の実行が要求されているときでも所定の条件が成立している場合にはモータリング制御の実行を開始させない処理である。

図４を用いて、暖房優先処理について説明する。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。本処理ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ１０１では、暖房運転の要求があるか否かが判定される。本実施形態では、空調操作盤９９によって暖房運転を行う操作がなされている場合に、暖房運転の要求があると判定する。暖房運転の要求がない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、暖房運転の要求がある場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０２に移行される。

ステップＳ１０２では、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈよりも小さいか否かが判定される。水温閾値ＴＷｔｈは、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈ以上であれば空調装置４０の暖房性能を確保できる閾値として、予め実験等によって算出された値が設定されている。冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈ以上である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理がステップＳ１０３に移行される。

ステップＳ１０３では、制御装置１０は、モータリング制御を許可する。モータリング制御が許可されているときには、モータリング制御の実行が要求されると、モータリング制御の実行が開始される。ステップＳ１０３の処理が実行されると、処理がステップＳ１０４に移行される。

ステップＳ１０４では、制御装置１０は、内燃機関２０の間欠停止を許可する。間欠停止が許可されているときには、間欠運転制御の実行によって内燃機関２０の運転が自動停止されることがある。ステップＳ１０４の処理が実行されると、本処理ルーチンが終了される。

一方、ステップＳ１０２の処理において、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈよりも小さい場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０５に移行される。ステップＳ１０５では、制御装置１０は、モータリング制御を禁止する。モータリング制御が禁止されているときには、モータリング制御の実行が要求されたとしてもモータリング制御の実行が開始されない。また、モータリング制御を実行中である場合にモータリング制御が禁止されると、モータリング制御が中断されて内燃機関２０では燃焼が再開される。ステップＳ１０５の処理が実行されると、処理がステップＳ１０６に移行される。

ステップＳ１０６では、制御装置１０は、内燃機関２０の間欠停止を禁止する。間欠停止が禁止されているときには、制御装置１０は、間欠運転制御を実行しない。或いは、制御装置１０は、間欠停止が禁止されているときには、間欠運転制御の実行中に内燃機関２０を自動停止させる条件が成立したとしても内燃機関２０を自動停止させない。また、間欠停止を実行中である場合に間欠停止が禁止されると、間欠停止が中断されて内燃機関２０が再始動される。ステップＳ１０６の処理が実行されると、本処理ルーチンが終了される。

制御装置１０は、モータリング制御が禁止されているときに制動操作が行われた場合、第２モータジェネレータ８２を発電機として機能させることによって第２モータジェネレータ８２の発電量に応じた回生制動力を車両１００に付与する。

また、制御装置１０は、劣化抑制処理を実行する。触媒装置３２は、触媒温度が過度に上昇すると触媒が劣化して浄化性能が低下する。劣化抑制処理は、触媒温度の過度な上昇を抑制することによって触媒が劣化することを抑制するための処理である。劣化抑制処理においても、モータリング制御の実行が禁止されることがある。また、所定の条件が成立している場合には、モータリング制御の実行が禁止されることなくモータリング制御の実行が許可されることがある。

図５を用いて、劣化抑制処理について説明する。本処理ルーチンは、車速ＶＳが所定の車速以下であるときに所定の周期毎に繰り返し実行される。本処理ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ４０１では、触媒温度ＴＣが過昇温判定値ＴＣｔｈよりも大きいか否かが判定される。過昇温判定値ＴＣｔｈは、触媒温度ＴＣが過度に上昇する虞があることを検出するための閾値として、予め実験等によって算出された値が設定されている。触媒温度ＴＣが過昇温判定値ＴＣｔｈよりも大きい場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ４０２に移行される。

ステップＳ４０２では、残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈよりも少ないか否かが判定される。蓄電閾値ＳＯＣｔｈは、残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈを超えている場合には、バッテリ８５への充電を停止する閾値として設定されている。残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈよりも少ないときには、第２モータジェネレータ８２を発電機として駆動させてバッテリ８５に充電することができる。すなわち、残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈよりも少ないときには、第２モータジェネレータ８２の発電に伴う回生制動力を車両１００に付与することができる。残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈよりも少ない場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ４０３に移行される。

ステップＳ４０３では、制御装置１０は、燃料カット制御を禁止する。燃料カット制御が禁止されているときには、燃料カット条件が成立したとしても燃料カット制御の実行が開始されない。燃料カット制御が禁止されている場合、燃料噴射の停止を伴うモータリング制御の実行も禁止される。燃料カット制御が禁止されると、処理がステップＳ４０４に移行される。

ステップＳ４０４では、制御装置１０は、内燃機関２０をアイドル運転に移行させる。すなわち、内燃機関２０の機関回転数ＮＥをアイドル回転に維持して内燃機関２０の運転を継続させる。内燃機関２０がアイドル運転に移行されると、本処理ルーチンが終了される。

一方、ステップＳ４０１の処理において触媒温度ＴＣが過昇温判定値ＴＣｔｈ以下である場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、処理がステップＳ４０５に移行される。また、ステップＳ４０２に処理において残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈ以上である場合にも（Ｓ４０２：ＮＯ）、処理がステップＳ４０５に移行される。ステップＳ４０５では、制御装置１０は、通常制御を実行する。すなわち、燃料カット制御を禁止することなく、モータリング制御の実行が許可される。その後、本処理ルーチンが終了される。

本実施形態の作用について説明する。
制御装置１０が実行する暖房優先処理によれば、暖房運転の要求があり（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈよりも小さい場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、モータリング制御の実行が禁止される（Ｓ１０５）。さらに、間欠停止が禁止される（Ｓ１０６）。このとき、モータリング制御を実行中である場合には、モータリング制御が中断されて内燃機関２０では燃焼が再開される。また、このとき、間欠停止を実行中である場合には、間欠停止が中断されて内燃機関２０が再始動される。モータリング制御の実行が禁止され、間欠停止が禁止されることで、内燃機関２０では燃焼が継続される。燃焼の継続によって、ウォータージャケット２９を流れる冷却水の冷却水温ＴＷが上昇する。そして、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈ以上になると（Ｓ１０２：ＮＯ）、モータリング制御の実行と、間欠停止と、が許可される（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。このとき、モータリング制御の実行が要求されている場合には、モータリング制御が再開される。また、間欠停止の実行条件が成立している場合には、間欠停止が再開される。

また、制御装置１０が実行する触媒臭抑制処理では、排気中の酸素量が閾値を下回っており（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、間欠運転制御を実行中でない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、モータリング制御の実行が要求される（Ｓ２０３）。

さらに、制御装置１０が実行する被毒解消処理では、排気空燃比がリッチである状態が規定時間以上継続しており（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、内燃機関２０の運転を停止しても要求出力を確保可能である場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、モータリング制御の実行が要求される（Ｓ３０３）。

また、制御装置１０が実行する劣化抑制処理では、触媒温度ＴＣが過昇温判定値ＴＣｔｈよりも大きく（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈよりも少ない場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、燃料カット制御が禁止される（Ｓ４０３）。

一方で、触媒温度ＴＣが過昇温判定値ＴＣｔｈ以下である場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、または、触媒温度ＴＣが過昇温判定値ＴＣｔｈよりも大きいが残容量ＳＯＣが蓄電閾値ＳＯＣｔｈ以上である場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、劣化抑制処理では、燃料カット制御を禁止することなくモータリング制御の実行が許可される（Ｓ４０５）。

本実施形態の効果について説明する。
（１）暖房優先処理によって間欠停止およびモータリング制御の実行が禁止されているとき、モータリング制御の実行が要求されても、モータリング制御は実行されない。このため、内燃機関２０では燃焼が継続される。これによって、冷却水温ＴＷが上昇しやすくなる。冷却水温ＴＷが高くなりやすいため、冷却水との熱交換を利用して暖房運転を行う空調装置４０を運転させた場合に、車室内の温度が上昇しにくくなることを抑制できる。すなわち、暖房運転の要求がある場合には、モータリング制御の実行が要求されても、車室内の温度を上昇させることがモータリング制御の実行よりも優先される。これによって、空調装置４０の暖房性能を確保することができる。

（２）暖房優先処理では、間欠運転制御およびモータリング制御の実行が禁止されているときに、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈ以上になると、間欠停止およびモータリング制御の実行が許可される。これによって、暖房運転を行う要求があるときに暖房性能を確保することによって車両１００の搭乗者に不快感を与えることを抑制しつつ、車室内の温度が上昇しやすくなると、間欠停止またはモータリング制御の実行要求に基づいて当該制御の実行を再開することができる。

（３）暖房優先処理によってモータリング制御の実行を禁止している場合には、内燃機関２０において燃焼が継続されていることによってエンジンブレーキによる制動力が付与されにくい。この点、上記実施形態では、第２モータジェネレータ８２の発電によって回生制動力を付与することで、制動操作が行われた場合に車両１００に付与する制動力を補うことができる。

（４）触媒臭抑制処理によってモータリング制御が実行されると、触媒装置３２に新気が導入される。このため、触媒装置３２に導入される酸素量が増加される。これによって、触媒臭の発生を抑制できる。

（５）被毒解消処理によってモータリング制御が実行されると、排気通路３１を新気が通過する。このため、排気空燃比がリッチである状態を解消することができる。これによって、触媒のＨＣ被毒を解消することができる。

（６）劣化抑制処理によってアイドル運転に移行されてモータリング制御が禁止されると、排気温度ＴＥの低下とともに触媒装置３２に導入される酸素量の増加を抑制できる。このため、触媒温度ＴＣの上昇を抑制でき、触媒温度ＴＣが過度に高くなることを抑制できる。これによって、触媒の過昇温を要因として発生する触媒の劣化を抑制することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態における暖房優先処理では、水温閾値ＴＷｔｈとして予め実験等によって算出した値を設定している。水温閾値ＴＷｔｈは、車両１００または内燃機関２０の運転状態によって変更してもよい。

水温閾値ＴＷｔｈを可変値とする場合、空調装置４０の設定温度が高いほど水温閾値ＴＷｔｈを高い値にするとよい。この場合、空調装置４０に要求されている暖房性能に応じて、間欠停止の禁止と、モータリング制御の実行の禁止と、を行う時期および期間が調整される。たとえば、空調装置の設定温度が高いときには間欠停止およびモータリング制御が禁止されやすくなる。このため、冷却水の温度が上昇しやすくなり、暖房運転によって車室内の温度が上昇しやすくなる。すなわち、空調装置４０の暖房性能を確保することができる。

・上記実施形態における暖房優先処理では、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈよりも小さい場合に間欠停止およびモータリング制御が禁止され、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈ以上である場合に間欠停止およびモータリング制御が許可される。すなわち、間欠停止およびモータリング制御が禁止されてから冷却水温ＴＷが上昇すると、間欠停止およびモータリング制御が許可される。これに替えて、冷却水温ＴＷが水温閾値ＴＷｔｈよりも小さい場合に間欠停止およびモータリング制御を禁止して、間欠停止およびモータリング制御を禁止している期間が規定期間以上になった場合に間欠停止およびモータリング制御を許可するようにしてもよい。間欠停止およびモータリング制御を禁止している期間が長いほど、冷却水温ＴＷが上昇しており、暖房性能を確保できると推定できる。このため、本構成によっても、上記実施形態と同様に、車室内の温度が上昇しやすくなると、間欠停止およびモータリング制御を再開させることができる。

・上記実施形態における触媒臭抑制処理では、排気中の酸素量が規定の閾値を下回っている場合に触媒臭発生条件が成立していると判定した。触媒装置３２に導入される硫黄成分の量を検出できる場合には、硫黄成分の量が多い場合に触媒臭発生条件が成立していると判定することもできる。

・上記実施形態では、排気温度ＴＥに基づいて触媒温度ＴＣを算出した。触媒温度ＴＣは、冷却水温ＴＷ、吸入空気量ＧＡ、および燃料噴射弁２３からの燃料噴射量等に基づいて算出することもできる。

・上記実施形態における触媒臭抑制処理および被毒解消処理は、モータリング制御の実行が要求される一例である。モータリング制御の実行は、触媒臭抑制処理および被毒解消処理とは別の処理の流れによって要求されてもよい。暖房優先処理においてモータリング制御が禁止されているときには、触媒臭抑制処理および被毒解消処理による要求に限らず、その他の処理の流れによってモータリング制御が要求されたとしてもモータリング制御は開始されない。

・上記実施形態では、制御装置１０は、図２と図３と図５に示す処理ルーチンを車速ＶＳが所定の車速以下であるときに所定の周期毎に繰り返し実行する。各処理ルーチンの実行が開始される条件は、これに限られるものではない。図２と図３と図５に示す処理ルーチンのそれぞれは、たとえば、アクセルペダルが操作されていないときに所定の周期毎に繰り返し実行されるものでもよい。

・上記実施形態の車両１００が備える空調装置４０の構成は一例である。内燃機関２０の燃焼によって発生する熱を用いて暖房運転を行う空調装置であれば、暖房優先処理を行うことによって上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

・上記実施形態では、ハイブリッド車両の例として車両１００を図１に例示している。制御装置１０を適用するハイブリッド車両は、内燃機関２０のクランク軸２８に出力トルクを入力可能なモータジェネレータを備えているのであれば、車両１００が備えるシステムとは異なるシステムが採用されていてもよい。

１０…制御装置、１１…機関制御部、１２…モータ制御部、１３…空調制御部、２０…内燃機関、２１…吸気通路、２２…スロットルバルブ、２３…燃料噴射弁、２４…気筒、２５…点火装置、２８…クランク軸、２９…ウォータージャケット、３１…排気通路、３２…触媒装置、３３…フィルタ、４０…空調装置、４１…ヒータ水路、４２…流出口、４３…流入口、４４…ヒータコア、４５…サーモスタット、４６…ウォーターポンプ、４７…ラジエータ水路、４８…ラジエータ、７２…駆動輪、８１…第１モータジェネレータ、８２…第２モータジェネレータ、８３…第１インバータ、８４…第２インバータ、８５…バッテリ、９１…アクセル開度センサ、９２…エアフロメータ、９３…スロットルセンサ、９４…クランク角センサ、９５…水温センサ、９６…第１空燃比センサ、９７…第２空燃比センサ、９８…排気温度センサ、９９…空調操作盤、１００…車両。

Claims (6)

1. 車両の動力源としての内燃機関およびモータジェネレータと、前記内燃機関の冷却水との熱交換によって暖房運転を行う機能を備える空調装置と、を有するハイブリッド車両に適用され、
   前記内燃機関を制御する機関制御部と、前記モータジェネレータを制御するモータ制御部と、を備え、
   前記機関制御部と前記モータ制御部とによって、前記内燃機関の運転の自動停止および自動始動を行う間欠運転制御と、前記内燃機関への燃料供給を停止させて前記モータジェネレータの駆動によって前記内燃機関のクランク軸を回転させるモータリング制御と、を実行する制御装置であって、
   前記暖房運転を行う要求があり、且つ前記冷却水の温度が水温閾値よりも低いとき、前記間欠運転制御による前記内燃機関の間欠停止を禁止するとともに前記モータリング制御の実行を禁止して前記内燃機関の運転を継続させる
   制御装置。
2. 前記空調装置の運転に用いられる車室内の温度の目標値を設定温度とすると、
   前記水温閾値は、前記設定温度が高いほど高い値に設定される
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記モータリング制御を禁止しているときに制動操作が行われた場合、
   前記モータジェネレータの発電によって前記車両に回生制動力を付与する
   請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記暖房運転を行う要求があり、前記間欠停止または前記モータリング制御を行う要求がある場合、
   前記冷却水の温度が前記水温閾値よりも低くなって前記間欠停止および前記モータリング制御を中断させたあと、前記冷却水の温度が前記水温閾値以上になったときには、前記間欠停止および前記モータリング制御を再開させる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記内燃機関は、排気を浄化する触媒を排気通路に備えており、
   前記機関制御部は、前記触媒に導入される排気が含む酸素量を増加させる触媒臭抑制処理として前記モータリング制御の実行を要求する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記内燃機関は、排気を浄化する触媒を排気通路に備えており、
   前記機関制御部は、炭化水素による前記触媒の被毒を解消する被毒解消処理として前記モータリング制御の実行を要求する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。