JP5200801B2

JP5200801B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP5200801B2
Application number: JP2008236751A
Authority: JP
Inventors: 隆志松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: JP2010069930A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

内燃機関の始動時に、触媒床温低下条件が成立しているときには、所定の復帰条件が成立するまでは、所定の出力制限をもって設定された要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標動力を設定する。そして、所定の復帰条件が成立した以降は、所定の出力制限を解除して設定された要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標動力を設定することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１０６６７５号公報特開２００３−１９９２０８号公報特開２００１−０３７００８号公報

ところで、近年、燃費向上のために、ＥＧＲガスが内燃機関に大量に導入される。このようにＥＧＲガスが内燃機関に大量に導入されると、内燃機関から低温の排気が排出される。また、低負荷領域などの運転状態で内燃機関が作動すると、内燃機関から低温且つ低流量の排気が排出される。

そして、このように低温（且つ低流量）の排気が排出される状態で内燃機関を始動させて触媒の暖機を行うと、触媒は暖機できない。かえって、低温（且つ低流量）の排気が触媒に流入することにより触媒の床温が低下し、触媒が排気を浄化できずに排気を排出してしまい、排気エミッションが悪化する場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関の始動時における触媒の床温が低下することを抑制し、排気エミッションが悪化することを抑制する技術を提供することにある。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
動力源となる内燃機関と、
バッテリから供給される電気エネルギによって前記内燃機関と共に動力源となり、且つ、回生によって前記バッテリを充電するモータと、
前記内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する触媒と、
前記触媒の床温を検出する触媒床温検出手段と、
前記モータだけが動力源として作動しているときに、前記触媒床温検出手段が検出する前記触媒の床温が、前記触媒を暖機するために前記内燃機関の作動が必要となる所定温度以下の場合に、前記内燃機関によって必要とされる動力で示される前記内燃機関を始動させる始動閾値を通常時よりも高い閾値であって、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求されたときに前記内燃機関が始動される閾値に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

本発明では、モータだけが動力源として作動しているときに、触媒の床温が所定温度以下の場合に、内燃機関を始動させる始動閾値を通常時よりも高い閾値であって、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求されたときに前記内燃機関が始動される閾値に設定する。このため、通常時よりも高く設定された始動閾値よりも低い動力で内燃機関の始動要求があっても内燃機関を始動できない。よって、例えば低温且つ低流量の排気が排出される低負荷領域の運転状態が要求される場合などの低い動力が要求される場合に、内燃機関を始動させてしまうことがない。つまり、低温（且つ低流量）の排気が排出される状態で内燃機関を始動させて触媒の暖機を行うことがない。したがって、内燃機関の始動時に、低温（且つ低流量）の排気が触媒に流入することはなく、触媒の床温が低下することを抑制でき、触媒が排気を浄化できずに排気を排出してしまうことを抑制でき、排気エミッションが悪化することを抑制できる。また、本発明では、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求された場合には、内燃機関が始動され、触媒の床温が維持された状態から触媒の暖機を行うので、触媒の暖機が早期に行える。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
動力源となる内燃機関と、
バッテリから供給される電気エネルギによって前記内燃機関と共に動力源となり、且つ、回生によって前記バッテリを充電するモータと、
前記内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する触媒と、
前記モータだけが動力源として作動しているときに、前記内燃機関に要求される運転状態が前記内燃機関から排出される排気が低温且つ低流量となる運転状態では前記内燃機関を始動できないように、前記内燃機関によって必要とされる動力で示される前記内燃機関を始動させる始動閾値を通常時よりも高い閾値であって、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求されたときに前記内燃機関が始動される閾値に設定する設定手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

本発明では、モータだけが動力源として作動しているときに、内燃機関に要求される運転状態が内燃機関から排出される排気が低温且つ低流量となる運転状態では内燃機関を始動できないように、内燃機関を始動させる始動閾値を通常時よりも高い閾値であって、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求されたときに前記内燃機関が始動される閾値に設定する。このため、内燃機関に要求される運転状態が内燃機関から排出される排気が低温且つ低流量となる運転状態では内燃機関を始動できない。つまり、低温且つ低流量の排気が排出される状態で内燃機関を始動させて触媒の暖機を行うことがない。したがって、内燃機関の始動時に、低温且つ低流量の排気が触媒に流入することはなく、触媒の床温が低下することを抑制でき、触媒が排気を浄化できずに排気を排出してしまうことを抑制でき、排気エミッションが悪化することを抑制できる。また、本発明では、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求された場合には、内燃機関が始動され、触媒の床温が維持された状態から触媒の暖機を行うので、触媒の暖機が早期に行える。

前記内燃機関の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記内燃機関の吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、前記設定手段によって前記始動閾値を通常時よりも高く設定して前記内燃機関を始動させる場合に、前記ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御するＥＧＲ弁制御手段と、前記ＥＧＲ弁制御手段によって前記ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御した後に、前記内燃機関の機関回転数と機関トルクとから定まる動作線を燃費最適ラインに近
づける手段と、を備えるとよい。

本発明では、設定手段によって始動閾値を通常時よりも高く設定して内燃機関を始動させる場合に、ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御する。このため、内燃機関が低温の排気を排出することになるＥＧＲガスの供給が削減されて、内燃機関の始動時に内燃機関から排出される排気が高温となる。よって、高温の排気が排出される状態で内燃機関を始動させて触媒の暖機を行うことができる。したがって、触媒の床温を早期に上昇させることができる。また、本発明では、ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御した後に、内燃機関の機関回転数と機関トルクとから定まる動作線を燃費最適ラインに近づける。このように動作線を燃費最適ラインに近づけることにより、燃費を向上し、ＥＧＲガスの供給が無くなったことによる燃費の低下分を相殺する。

前記設定手段によって前記始動閾値を通常時よりも高く設定した後に前記内燃機関が始動した場合に、始動後の前記内燃機関の動力の一部を用いた前記モータの回生によって前記バッテリを充電し、始動後の前記内燃機関の動力を大きくする制御手段を備えるとよい。

本発明では、始動後の内燃機関の動力を大きくするので、始動後の内燃機関に要求される運転状態が内燃機関から排出される排気が高温且つ高流量となる運転状態となる。よって、高温且つ高流量の排気が排出される状態で内燃機関を作動させて触媒の暖機を行うことができる。したがって、触媒の床温を早期に上昇させることができる。また、モータの回生によってバッテリを充電できる。

前記制御手段は、始動後の前記内燃機関の動力の一部を用いた前記モータの回生によって前記バッテリを充電する際の前記バッテリを充電する要求充電量を通常時よりも高くし、始動後の前記内燃機関の動力を大きくするとよい。

本発明では、始動後の内燃機関の動力をさらに大きくするので、始動後の内燃機関に要求される運転状態が内燃機関から排出される排気がさらに高温且つ高流量となる運転状態となる。よって、さらに高温且つ高流量の排気が排出される状態で内燃機関を作動させて触媒の暖機を行うことができる。したがって、触媒の床温をさらに早期に上昇させることができる。また、バッテリを充電する要求充電量を通常時よりも高くするので、早期にバッテリを充電できる。

本発明によると、ハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関の始動時における触媒の床温が低下することを抑制でき、排気エミッションが悪化することを抑制できる。

以下に本発明の具体的な実施例を説明する。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を適用するハイブリッド車両１００の概略構成を示す図である。図１に示すハイブリッド車両１００は、車軸１１０、車輪１２０、ＥＣＵ２００、内燃機関３００、モータジェネレータ４００、モータ５００、動力分割機構６００、インバータ７００、及びバッテリ８００を備えている。

車軸１１０は、内燃機関３００、モータジェネレータ４００及びモータ５００から出力された動力を車輪１２０に伝達するための軸である。車輪１２０は、車軸１１０を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつ示されているが、実際には前後左右に一輪ずつ配置されハイブリッド車両全体で４つ備えられる。

ＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１００の動作全体を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ２００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って各種制御を実行する。

内燃機関３００は、図２に示す気筒３０１を４つ有するガソリン内燃機関である。内燃機関３００は、ハイブリッド車両１００の動力源となる。なお、内燃機関３００の詳細な構成については後述する。

モータジェネレータ４００は、内燃機関３００と同様にハイブリッド車両１００の動力源となる電動機として機能する。またモータジェネレータ４００は、バッテリ８００を充電するための発電機としても機能する。本実施例のモータジェネレータ４００が本発明のモータに相当する。

モータ５００は、内燃機関３００の駆動力をアシスト（補助）する電動機として機能する。本実施例のモータ５００も本発明のモータの一部に相当する。

なお、モータジェネレータ４００及びモータ５００は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。またこれらは、他の形式のものであってもよい。

動力分割機構６００は、内燃機関３００の動力をモータジェネレータ４００及び車軸１
１０へ分配することができる遊星歯車機構である。

インバータ７００は、バッテリ８００から取り出した直流電気を交流電気に変換してモータジェネレータ４００及びモータ５００に供給すると共に、モータジェネレータ４００によって発電された交流電気を直流電気に変換してバッテリ８００に供給する。

バッテリ８００は、モータジェネレータ４００及びモータ５００を動作可能にする電気エネルギを供給する電気エネルギ供給源であり、供給する電気エネルギを充電可能な蓄電池である。

次に内燃機関３００について説明する。図２は内燃機関３００の概略構成を示す図である。内燃機関３００は、図２に示す気筒３０１を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ガソリン内燃機関である。

内燃機関３００の気筒３０１内には、ピストン３０２が摺動自在に設けられている。気筒３０１内上部の燃焼室３０３には、吸気ポート３０４及び排気ポート３０５が接続されている。

吸気ポート３０４には、気筒３０１内の燃焼室３０３に燃料を供給する燃料噴射弁３０６が設けられている。燃料噴射弁３０６は、燃料噴射方向が燃焼室３０３へ向かっている。燃料噴射弁３０６はＥＣＵ２００に電気的に接続されており、ＥＣＵ２００によって制御される。

吸気ポート３０４の燃焼室３０３への開口部は吸気弁３０７によって開閉され、排気ポート３０５の燃焼室３０３への開口部は排気弁３０８によって開閉される。吸気ポート３０４は吸気通路３０９に接続され、排気ポート３０５は排気通路３１０に接続されている。

排気通路３１０及び吸気通路３０９は、ＥＧＲ通路３１１によって接続されている。ＥＧＲ通路３１１は、排気通路３１０から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、吸気通路３０９へ当該ＥＧＲガスを還流させる。このＥＧＲ通路３１１には、当該ＥＧＲ通路３１１を流通するＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁３１２が配置されている。ＥＧＲ弁３１２はＥＣＵ２００に電気的に接続されており、ＥＣＵ２００によってＥＧＲ弁３１２の開度が制御される。

ＥＧＲ通路３１１との接続部位よりも下流側の排気通路３１０には、触媒コンバータ３１３が配置されている。触媒コンバータ３１３は、例えば三元触媒等を有し、内燃機関３００から排出される排気を浄化する。本実施例の触媒コンバータ３１３が本発明の触媒に相当する。

触媒コンバータ３１３の直下流側の排気通路３１０には、触媒床温センサ３１４が配置されている。触媒床温センサ３１４は触媒コンバータ３１３の床温を検出する。触媒床温センサ３１４はＥＣＵ２００に電気的に接続されており、触媒床温センサ３１４の出力値がＥＣＵ２００に入力される。本実施例の触媒床温センサが本発明の触媒床温検出手段に相当する。

内燃機関３００には、クランクポジションセンサ３１５が設けられている。クランクポジションセンサ３１５は内燃機関３００のクランクシャフトのクランク角を検出する。クランクポジションセンサ３１５はＥＣＵ２００に電気的に接続されており、クランクポジションセンサ３１５の出力値がＥＣＵ２００に入力される。そしてＥＣＵ２００はクラン
クポジションセンサ３１５の出力値に基づいて内燃機関３００の機関回転数を算出する。

そしてＥＣＵ２００は、触媒床温センサ３１４、クランクポジションセンサ３１５、アクセルポジションセンサ１３０、車速センサ１４０、バッテリ８００の充電量を検出するＳＯＣセンサ１５０等の出力信号を受けて内燃機関３００の運転状態を含むハイブリッド車両１００の状態を判別し、判別された状態に基づいてハイブリッド車両１００を電気的に制御する。

図１のハイブリッド車両１００においては、内燃機関３００、主として発電機として機能するモータジェネレータ４００、及び電動機として機能するモータ５００の夫々の動力分配がＥＣＵ２００及び動力分割機構６００により制御され、走行状態が制御される。以下に幾つかの状況に応じたハイブリッド車両１００の動作について説明する。

ハイブリッド車両１００の始動時においては、バッテリ８００の電気エネルギを用いて駆動されるモータ５００が電動機として機能し、モータ５００の動力によって内燃機関３００がクランキングされ内燃機関３００が始動する。

ハイブリッド車両１００の発進時には、ＳＯＣセンサ１５０の出力信号に基づいたバッテリ８００の充電量に応じて２種類の態様を選択する。例えば、バッテリ８００が十分蓄電されている発進時においては、モータジェネレータ４００によってバッテリ８００を充電する必要が無いため、内燃機関３００は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両１００はモータ５００の動力によって発進する。一方、バッテリ８００があまり蓄電されていない発進時においては、内燃機関３００の動力を用いたモータジェネレータ４００の回生によってモータジェネレータ４００が発電機として機能し、バッテリ８００が充電されつつ、ハイブリッド車両１００は内燃機関３００の動力によって発進する。

ハイブリッド車両１００が低速走行時や緩やかな坂を下っている軽負荷走行時には、内燃機関３００を運転すると燃焼効率等の効率が悪くなるため、燃料噴射弁３０６からの燃料噴射が停止されて内燃機関３００が停止され、ハイブリッド車両１００はモータ５００による動力のみで走行する（以下、ＥＶ走行という）。この際、バッテリ８００があまり充電されていない場合には、内燃機関３００がモータジェネレータ４００を回生作動させるためだけに駆動され、内燃機関３００の動力を用いたモータジェネレータ４００の回生によってバッテリ８００の充電を行ってもよい。

ハイブリッド車両１００の通常走行時のように内燃機関３００の燃焼効率等の効率が良好な運転領域においては、ハイブリッド車両１００は主として内燃機関３００の動力によって走行する。この際、内燃機関３００の動力は、動力分割機構６００によって２系統に分割され、一方は車軸１１０を介して車輪１２０に伝達され、他方はモータジェネレータ４００を回生作動させ発電を行わせる。このとき発電された電気エネルギによってモータ５００を駆動させ、モータ５００によって内燃機関３００の動力がアシストされる。この際バッテリ８００があまり充電されていない場合には、内燃機関３００の動力を上昇させて、内燃機関３００のその上昇させた動力を用いたモータジェネレータ４００の回生によって発電される電気エネルギを多くし、その電気エネルギの一部でバッテリ８００の充電を行ってもよい。

ハイブリッド車両１００の減速時には、車輪１２０から車軸１１０を介して伝達される動力を用いたモータジェネレータ４００の回生によってモータジェネレータ４００を発電機として作動させる。これにより車輪１２０の運動エネルギが電気エネルギに変換され、ハイブリッド車両１００が減速されると共にバッテリ８００が充電される（回生ブレーキ）。

以上のように動作が変更されるハイブリッド車両１００においては、内燃機関３００が機関停止され、ハイブリッド車両１００がモータ５００による動力のみで走行するＥＶ走行を行う場合がある。ハイブリッド車両１００のＥＶ走行中には、内燃機関３００が機関停止されているため、触媒コンバータ３１３に排気が流入せず、触媒コンバータ３１３の床温の維持が困難である。このため、内燃機関３００が始動されるときには、触媒コンバータ３１３の暖機を行うことが望まれる。

ここで、近年、燃費向上のために、ＥＧＲガスが内燃機関３００に大量に導入される。このようにＥＧＲガスが内燃機関３００に大量に導入されると、内燃機関３００から低温の排気が排出される。また、低負荷領域などの運転状態で内燃機関３００が作動すると、内燃機関３００から低温且つ低流量の排気が排出される。

そして、このように低温（且つ低流量）の排気が排出される状態で内燃機関３００を始動させて触媒コンバータ３１３の暖機を行うと、触媒コンバータ３１３は暖機できない。かえって、低温（且つ低流量）の排気が触媒コンバータ３１３に流入することにより触媒コンバータ３１３の床温が低下して触媒不活性状態となり、触媒コンバータ３１３が排気を浄化できずに排気を排出してしまい、排気エミッションが悪化する場合がある。このように、内燃機関３００を始動させても、触媒コンバータ３１３の暖機ができない場合があった。

そこで、本実施例では、モータ５００（又はモータジェネレータ４００）だけが動力源として作動しているＥＶ走行のときに、触媒床温センサ３１４が検出する触媒コンバータ３１３の床温が、触媒コンバータ３１３を暖機するために内燃機関３００の作動が必要となる所定温度以下の場合に、内燃機関３００によって必要とされる動力で示される内燃機関３００を始動させる始動閾値（機関起動スレッシュ）を通常時よりも高く設定するようにした。

ここで、触媒コンバータ３１３の床温が所定温度とは、それ以下の温度であると、触媒コンバータ３１３を暖機するために内燃機関３００の作動が必要となる閾値の温度である。

本実施例によると、ＥＶ走行しているときに、触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下の場合に、内燃機関３００を始動させる始動閾値を通常時よりも高く設定する。このため、通常時よりも高く設定された始動閾値よりも低い動力で内燃機関３００の始動要求があっても内燃機関３００を始動できない。よって、例えば低温且つ低流量の排気が排出される低負荷領域の運転状態が要求される場合などの低い動力で内燃機関３００を始動させてしまうことがない。つまり、低温（且つ低流量）の排気が排出される状態で内燃機関３００を始動させて触媒コンバータ３１３の暖機を行うことがない。したがって、内燃機関３００の始動時に、低温（且つ低流量）の排気が触媒コンバータ３１３に流入することはなく、触媒コンバータ３１３の床温が低下することを抑制でき、触媒コンバータ３１３が排気を浄化できずに排気を排出してしまうことを抑制でき、排気エミッションが悪化することを抑制できる。

例えば、ＥＶ走行しているときに、触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下の場合に、内燃機関３００を始動させる始動閾値を通常時のままに設定すると、図３の破線に示すようになる。すなわち、通常時の始動閾値を超える、一時的な低温且つ低流量の排気が排出される低負荷領域の運転状態が要求される場合であっても、内燃機関３００が始動されてしまう。そうすると、低温且つ低流量の排気が排出される状態でも内燃機関３００を始動させて触媒コンバータ３１３の暖機を行なってしまう。したがって、内燃機関３００
が始動されて低温且つ低流量の排気が触媒コンバータ３１３に流入することにより、触媒コンバータ３１３の床温が低下してしまう。そして、触媒不活性状態となった触媒コンバータ３１３が排気を浄化できずに排気を排出してしまい、排気エミッションが悪化する。また、このように先の低温且つ低流量の排気が排出される状態での内燃機関３００の作動によって、触媒コンバータ３１３の床温が低下してしまう。よって、その後、内燃機関３００が再度機関停止され、次に高温且つ高流量の排気が排出される状態で内燃機関３００を始動させても、触媒コンバータ３１３の床温が低下した状態から触媒コンバータ３１３を暖機することになる。このため、触媒コンバータ３１３の暖機に時間がかかることになる。

これに対し、本実施例のように、ＥＶ走行しているときに、触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下の場合に、内燃機関３００を始動させる始動閾値を通常時よりも高く設定すると、図３の実線に示すようになる。すなわち、通常時の始動閾値を超える、一時的な低温且つ低流量の排気が排出される低負荷領域の運転状態が要求される場合には、高く設定した始動閾値を超えないので、内燃機関３００が始動されず、ＥＶ走行が継続される。そうすると、低温且つ低流量の排気が排出される状態で内燃機関３００を始動させないので、低温且つ低流量の排気が触媒コンバータ３１３に流入せず、触媒コンバータ３１３の床温が低下してしまうことを抑制できる。つまり、触媒コンバータ３１３の床温をそのまま維持しておくことができる。また、その後、高く設定された始動閾値を超える、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求される場合には、内燃機関３００が始動され、触媒コンバータ３１３の床温が維持された状態から触媒コンバータ３１３の暖機を行うので、触媒コンバータ３１３の暖機が早期に行える。

また、本実施例では、始動閾値を通常時よりも高く設定して内燃機関３００を始動させる場合に、ＥＧＲ弁３１２の開度を全閉に制御するようにした。なお、この場合のＥＧＲ弁３１２の開度の制御は、全閉だけでなく閉じ側に制御するものであってもよい。

本実施例によると、始動閾値を通常時よりも高く設定して内燃機関３００を始動させる場合に、ＥＧＲ弁３１２の開度を全閉に制御する。このため、低温の排気を排出することになるＥＧＲガスの供給が無くなり、内燃機関３００の始動時に内燃機関３００から排出される排気が高温となる。よって、高温の排気が排出される状態で内燃機関３００を始動させて触媒コンバータ３１３の暖機を行うことができる。したがって、触媒コンバータ３１３の床温を早期に上昇させることができる。

なお、上記のようにＥＧＲ弁３１２の開度を全閉に制御する場合には、ＥＧＲガスの供給が無くなったことにより、燃費が低下するので、その燃費の低下分を内燃機関３００の動作線を図４の矢印に示すように破線から実線に変更して、燃費を維持するようにする。すなわち、通常時では、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）対策により燃費最適ラインからずらしているＮＶラインに動作線が破線で示すように設定されている。この動作線を、ＥＧＲガスの供給が無いことによる燃焼向上により、実線のように燃費最適ラインに近づける。このように動作線を燃費最適ラインに近づけることにより、燃費を向上し、ＥＧＲガスの供給が無くなったことによる燃費の低下分を相殺する。

また、本実施例では、始動閾値を通常時よりも高く設定した後に内燃機関３００が始動した場合に、始動後の内燃機関３００の動力の一部を用いたモータジェネレータ４００の回生によってバッテリ８００を充電し、始動後の内燃機関３００の動力を大きくするようにした。

本実施例によると、始動後の内燃機関３００の動力を大きくするので、始動後の内燃機関３００に要求される運転状態が内燃機関３００から排出される排気がより高温且つ高流
量となる運転状態となる。よって、より高温且つ高流量の排気が排出される状態で内燃機関３００を作動させて触媒コンバータ３１３の暖機を継続して行うことができる。したがって、触媒コンバータ３１３の床温を早期に上昇させることができる。また、同時に、モータジェネレータ４００の回生によってバッテリ８００を充電し、始動閾値を通常時よりも高く設定したことによりＥＶ走行量が多くなって消耗したバッテリ８００の電気エネルギを回復できる。

さらに、本実施例では、始動後の内燃機関３００の動力の一部を用いたモータジェネレータ４００の回生によってバッテリ８００を充電する際のバッテリ８００を充電する要求充電量を通常時よりも高くし、始動後の内燃機関３００の動力をさらに大きくするようにした。

本実施例によると、始動後の内燃機関３００の動力をさらに一層大きくするので、始動後の内燃機関３００に要求される運転状態が内燃機関３００から排出される排気がさらに一層高温且つ高流量となる運転状態となる。よって、さらに一層高温且つ高流量の排気が排出される状態で内燃機関３００を作動させて触媒コンバータ３１３の暖機を行うことができる。したがって、触媒コンバータ３１３の床温をさらに早期に上昇させることができる。また、バッテリ８００を充電する要求充電量を通常時よりも高くするので、早期にバッテリ８００を充電できる。

次に、本実施例による内燃機関３００の始動時の制御ルーチンについて説明する。図５は、本実施例による内燃機関３００の始動時の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、ハイブリッド車両１００がＥＶ走行しているか否かを判別する。

ステップＳ１０１においてＥＶ走行していると肯定判定された場合には、ステップＳ１０２へ移行する。ステップＳ１０１においてＥＶ走行していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

ステップＳ１０２では、触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下か否か判別する。触媒コンバータ３１３の床温は、触媒床温センサ３１４によって検出する。ここで所定温度は予め定まっている。

ステップＳ１０２において触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下であると肯定判定された場合には、ステップＳ１０３へ移行する。ステップＳ１０２において触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

ステップＳ１０３では、始動閾値（機関起動スレッシュ）を通常時よりも高く設定する。高く設定する始動閾値は予め定まっている。なお、ステップＳ１０１−Ｓ１０３の処理を実行するＥＣＵ２００が本発明の設定手段に相当する。

ステップＳ１０４では、内燃機関３００が始動可能か否かを判別する。内燃機関３００の始動要求動力がステップＳ１０３で設定した通常時よりも高い始動閾値を超える場合に内燃機関３００を始動可能と判断する。

ステップＳ１０４において内燃機関３００が始動可能であると肯定判定された場合には、ステップＳ１０５へ移行する。ステップＳ１０４において内燃機関３００が始動可能で
はないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

ステップＳ１０５では、内燃機関３００を始動する。

ステップＳ１０６では、ＥＧＲ弁３１２の開度を全閉に制御する。本ステップの処理を実行するＥＣＵ２００が本発明のＥＧＲ弁制御手段に相当する。

ステップＳ１０７では、内燃機関３００の動作線を燃費最適ラインに近づけるように図４に示す破線から実線に変更する。

ステップＳ１０８では、バッテリ８００を充電する要求充電量を通常時よりも高く設定する。

ステップＳ１０９では、内燃機関３００の動力の一部を用いたモータジェネレータ４００の回生を行う。この際、バッテリ８００を充電する要求充電量はステップＳ１０８で通常時よりも高く設定されている。これにより、内燃機関３００の目標動力が大きくなり、始動後の内燃機関３００の動力を大きくできる。なお、ステップＳ１０８−Ｓ１０９の処理を実行するＥＣＵ２００が本発明の制御手段に相当する。

ステップＳ１１０では、触媒コンバータ３１３の暖機が終了したか否かを判別する。触媒床温センサ３１４の出力値が暖機終了値を超える場合に、触媒コンバータ３１３の暖機が終了したと判断する。暖機終了値は、予め定まっている。

ステップＳ１１０において暖機が終了したと肯定判定された場合には、ステップＳ１１１へ移行する。ステップＳ１１０において暖機が終了していないと否定判定された場合には、ステップＳ１０９へ戻る。

ステップＳ１１１では、本ルーチンでの各種設定を解除し、通常制御へ復帰させる。すなわち、始動閾値を通常時のものへ復帰させる。ＥＧＲ弁３１２を全閉状態から通常制御へ復帰させる。内燃機関３００の変更された実線の動作線を通常時の破線の動作線へ復帰させる。要求充電量を通常時のものへ復帰させる。内燃機関３００の動力の一部を用いたモータジェネレータ４００の回生を終了し、ハイブリッド車両１００の通常制御へ復帰させる。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。

以上説明した本ルーチンによれば、ＥＶ走行しているときに、触媒コンバータ３１３の床温が、所定温度以下の場合に、始動閾値を通常時よりも高く設定できる。これにより、通常時よりも高く設定された始動閾値よりも低い動力で内燃機関３００の始動要求があっても内燃機関３００を始動できなくする。

なお、本ルーチンでは、ステップＳ１０２において触媒コンバータ３１３の床温が所定温度以下であると判定した場合に、ステップＳ１０３で始動閾値を通常時よりも高く設定するようにした。しかし、本発明はこれに限られない。例えば、ステップＳ１０２の処理を無くしてしまい、ステップＳ１０１においてＥＶ走行していると判定した場合に、ステップＳ１０３で始動閾値を通常時よりも高く設定するようにしてもよい。これによると、ＥＶ走行しているときに、内燃機関３００に要求される運転状態が内燃機関３００から排出される排気が低温且つ低流量となる運転状態では内燃機関３００を始動できないように、内燃機関３００によって必要とされる動力で示される内燃機関３００を始動させる始動閾値を通常時よりも高く設定することができる。

なお、本実施例では、本発明のモータとして、モータジェネレータ４００を挙げた。さ
らに、内燃機関３００を機関停止したＥＶ走行する場合には、モータ５００が駆動源となるとした。しかしながら本発明のモータはこれに限られず、モータとして、１つのモータジェネレータでもよく、又は電動機と発電機とをそれぞれ別に備えるものでもよい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、上述の実施例に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の変更を加えてもよい。

実施例１に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図。実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図。実施例１と従来に係る始動閾値と内燃機関の作動制御との関係を示す図。実施例１と通常時に係る内燃機関の動作線を示す図。実施例１に係る内燃機関の始動時の制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１００ハイブリッド車両
２００ＥＣＵ
３００内燃機関
３０９吸気通路
３１０排気通路
３１１ＥＧＲ通路
３１２ＥＧＲ弁
３１３触媒コンバータ
３１４触媒床温センサ
４００モータジェネレータ
５００モータ
８００バッテリ

Claims

動力源となる内燃機関と、
バッテリから供給される電気エネルギによって前記内燃機関と共に動力源となり、且つ、回生によって前記バッテリを充電するモータと、
前記内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する触媒と、
前記触媒の床温を検出する触媒床温検出手段と、
前記モータだけが動力源として作動しているときに、前記触媒床温検出手段が検出する前記触媒の床温が、前記触媒を暖機するために前記内燃機関の作動が必要となる所定温度以下の場合に、前記内燃機関によって必要とされる動力で示される前記内燃機関を始動させる始動閾値を通常時よりも高い閾値であって、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求されたときに前記内燃機関が始動される閾値に設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
動力源となる内燃機関と、
バッテリから供給される電気エネルギによって前記内燃機関と共に動力源となり、且つ、回生によって前記バッテリを充電するモータと、
前記内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する触媒と、
前記モータだけが動力源として作動しているときに、前記内燃機関に要求される運転状態が前記内燃機関から排出される排気が低温且つ低流量となる運転状態では前記内燃機関を始動できないように、前記内燃機関によって必要とされる動力で示される前記内燃機関を始動させる始動閾値を通常時よりも高い閾値であって、高温且つ高流量の排気が排出される運転状態が要求されたときに前記内燃機関が始動される閾値に設定する設定手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記内燃機関の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記内燃機関の吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記設定手段によって前記始動閾値を通常時よりも高く設定して前記内燃機関を始動させる場合に、前記ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御するＥＧＲ弁制御手段と、
前記ＥＧＲ弁制御手段によって前記ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御した後に、前記内燃機関の機関回転数と機関トルクとから定まる動作線を燃費最適ラインに近づける手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記設定手段によって前記始動閾値を通常時よりも高く設定した後に前記内燃機関が始動した場合に、始動後の前記内燃機関の動力の一部を用いた前記モータの回生によって前記バッテリを充電し、始動後の前記内燃機関の動力を大きくする制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、始動後の前記内燃機関の動力の一部を用いた前記モータの回生によって前記バッテリを充電する際の前記バッテリを充電する要求充電量を通常時よりも高くし、始動後の前記内燃機関の動力を大きくすることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。