JP5217991B2 - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と走行用の動力を入出力可能な電動機と発電機および電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車およびこうしたハイブリッド車の制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、モータからの動力だけで走行する電動走行モードからエンジンからの動力とモータからの動力とにより走行するハイブリッド走行モードに切り替えるタイミングを予測し、予測したタイミングより前にエンジンを始動して暖機運転を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、電動走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える前にエンジンを暖機運転しておくことにより、燃費やエミッションの悪化を抑制している。
特開２００７−１７６３９２号公報

ハイブリッド車には、停車中に外部電源に接続してバッテリを充電し、システム起動直後は電動走行モードにより走行し、バッテリから放電可能な蓄電量（残容量ＳＯＣ）が低下したときにハイブリッド走行モードに切り替えるものも提案されているが、電動走行モードで走行している最中に運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んだときには、より大きなパワーを出力する必要からバッテリの蓄電量（残容量ＳＯＣ）が多くてもハイブリッド走行モードに切り替える場合がある。この場合、運転者のアクセルペダルの踏み込み量が小さくなって走行に必要なパワーが小さくなるとハイブリッド走行モードから再び電動走行モードに切り替えられることが行なわれる。このようにバッテリの蓄電量（残容量ＳＯＣ）が大きいときにハイブリッド走行モードに切り替えられてエンジンが運転され、その後、電動走行モードに切り替えられたときには、エンジンの暖機運転が不要な場合も生じるし、短時間の暖機でも暖機が完了する場合も生じるが、上述のハイブリッド車のように、バッテリの蓄電量（残容量ＳＯＣ）が小さくなって電動走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える前にエンジンを暖機運転すると、不必要な暖機運転を行なったり、過剰な暖機運転を行なってしまい、燃費を悪化させてしまう。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、システム起動後の走行に必要なパワーを得るために電動走行モードからハイブリッド走行モードに切り替え、その後、ハイブリッド走行モードから電動走行モードに切り替えて走行し、バッテリなどの蓄電装置の蓄電量が小さくなったために電動走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える際に、内燃機関の排気を浄化する浄化触媒の暖機を不要にし、燃費の向上とエミッションの悪化を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
走行に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記浄化触媒の温度を予め設定された活性化下限温度以上で保持するために前記内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を前記検出された蓄電量に応じて設定する運転継続必要時間設定手段と、
システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から前記設定された要求パワーを出力して走行している最中に前記設定された要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、その後に前記設定された要求パワーが前記内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても前記設定された運転継続必要時間に亘って前記内燃機関の運転が継続されて前記設定された要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１のハイブリッド車では、システム起動から継続して内燃機関の運転を停止した状態で電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行している最中に要求パワーが内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、内燃機関の排気を浄化する浄化触媒の温度を予め設定された活性化下限温度以上で保持するために内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定し、内燃機関の始動後に要求パワーが内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても運転継続必要時間に亘って内燃機関の運転が継続されて要求パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、浄化触媒の温度が活性化下限温度以上で保持されるから、蓄電手段の蓄電量が小さくなって内燃機関を始動するときの暖機を不要とすることができる。この結果、不必要な暖機運転や過剰な暖機運転を行なうことによる燃費の悪化を抑制することができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。

こうした本発明の第１のハイブリッド車において、前記運転継続必要時間設定手段は、前記検出された蓄電量が大きいほど長くなる傾向に前記運転継続必要時間を設定する手段である、ものとすることもできる。これは蓄電手段の蓄電量が大きいほど内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力だけで走行する電動走行の時間が長くなり、その分だけ浄化触媒の温度が低下することに基づく。この場合、前記運転継続必要時間設定手段は、前記設定された要求パワーが前記始動用パワーを超えたときに前記蓄電量検出手段により検出される蓄電量と前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用蓄電量との差の蓄電量である差分蓄電量を用いて前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から前記設定された要求パワーを出力して走行することができると推定される推定走行可能時間が経過したときに前記浄化触媒の温度が前記活性化下限温度となるよう前記運転継続必要時間を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より適正に運転継続必要時間を設定することができ、より適正に燃費の悪化とエミッションの悪化を抑制することができる。さらにこの場合、前記運転継続必要時間設定手段は、単位時間当たりの走行に必要な電力と前記差分蓄電量とに基づいて前記推定走行可能時間を推定する手段である、ものとすることもできる。そして、前記運転継続必要時間設定手段は、前記設定された要求パワーが前記始動用パワーを超えるまでに走行に用いた電力に基づいて演算される前記単位時間当たりの走行に必要な電力を用いて前記推定走行可能時間を推定する手段である、ものとすることもできる。このようにすれば、さらに適正に運転継続必要時間を設定することができ、より適正に燃費の悪化とエミッションの悪化を抑制することができる。

また、本発明の第１のハイブリッド車において、外気温を検出する外気温検出手段を備え、前記運転継続必要時間設定手段は、前記検出された外気温が低いほど長くなる傾向に前記運転継続必要時間を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より適正に運転継続必要時間を設定することができ、より適正に燃費の悪化とエミッションの悪化を抑制することができる。

本発明の第２のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
前記浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
走行に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から前記設定された要求パワーを出力して走行する電動走行を継続することができる電動走行継続時間を前記検出された蓄電量に応じて設定する電動走行継続時間設定手段と、
前記設定された電動走行継続時間が経過したときに前記浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定する触媒推定温度設定手段と、
システム起動から継続して前記電動走行を継続している最中に前記設定された要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、その後に前記設定された要求パワーが前記内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても前記検出された前記浄化触媒の温度が前記設定された触媒推定温度を上回るまで前記内燃機関の運転が継続されて前記設定された要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２のハイブリッド車では、システム起動から継続して内燃機関の運転を停止した状態で電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行する電動走行を継続している最中に要求パワーが内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、蓄電手段から放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定される電動走行を継続することができる電動走行継続時間が経過したときに浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定し、内燃機関の始動後に要求パワーが内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても浄化触媒の温度が触媒推定温度を上回るまで内燃機関の運転が継続されて要求パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、浄化触媒の温度が活性化下限温度以上で保持されるから、蓄電手段の蓄電量が小さくなって内燃機関を始動するときの暖機を不要とすることができる。この結果、不必要な暖機運転や過剰な暖機運転を行なうことによる燃費の悪化を抑制することができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。

こうした本発明の第２のハイブリッド車において、外気温を検出する外気温検出手段を備え、前記触媒推定温度設定手段は、前記検出された外気温が高いほど低くなる傾向に前記推定触媒温度を設定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より適正に触媒推定温度を設定することができ、より適正に燃費の悪化とエミッションの悪化を抑制することができる。

また、本発明の第２のハイブリッド車において、前記触媒温度検出手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記浄化触媒の温度を推定することにより該浄化触媒の温度を検出する手段である、ものとすることもできる。

本発明の第１のハイブリッド車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行している最中に前記要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、前記浄化触媒の温度を予め設定された活性化下限温度以上で保持するために前記内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を前記蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定し、前記内燃機関の始動後に前記要求パワーが前記内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても前記設定した運転継続必要時間に亘って前記内燃機関の運転が継続されて前記要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第１のハイブリッド車の制御方法では、システム起動から継続して内燃機関の運転を停止した状態で電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行している最中に要求パワーが内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、内燃機関の排気を浄化する浄化触媒の温度を予め設定された活性化下限温度以上で保持するために内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定し、内燃機関の始動後に要求パワーが内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても運転継続必要時間に亘って内燃機関の運転が継続されて要求パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、浄化触媒の温度が活性化下限温度以上で保持されるから、蓄電手段の蓄電量が小さくなって内燃機関を始動するときの暖機を不要とすることができる。この結果、不必要な暖機運転や過剰な暖機運転を行なうことによる燃費の悪化を抑制することができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。

本発明の第２のハイブリッド車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行する電動走行を継続している最中に前記要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定される前記電動走行を継続することができる電動走行継続時間が経過したときに前記浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定し、前記内燃機関の始動後に前記要求パワーが前記内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても前記浄化触媒の温度が前記設定した触媒推定温度を上回るまで前記内燃機関の運転が継続されて前記要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の第２のハイブリッド車の制御方法では、システム起動から継続して内燃機関の運転を停止した状態で電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行する電動走行を継続している最中に要求パワーが内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、蓄電手段から放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定される電動走行を継続することができる電動走行継続時間が経過したときに浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定し、内燃機関の始動後に要求パワーが内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても浄化触媒の温度が触媒推定温度を上回るまで内燃機関の運転が継続されて要求パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、浄化触媒の温度が活性化下限温度以上で保持されるから、蓄電手段の蓄電量が小さくなって内燃機関を始動するときの暖機を不要とすることができる。この結果、不必要な暖機運転や過剰な暖機運転を行なうことによる燃費の悪化を抑制することができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。

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。

図１は、本発明の第１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り、図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。第１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、駆動系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。

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、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装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。

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圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブ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たエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，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，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の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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。

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。

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と電力のやりとりを行なう。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。

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。

バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４には、直流電力の電圧を変換してバッテリ５０に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５６が接続されており、このＤＣ／ＤＣコンバータ５６には電源コード５９を介して供給される商用電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ５８が接続されている。したがって、電源コード５９を商用電源に接続すると共にＡＣ／ＤＣコンバータ５８とＤＣ／ＤＣコンバータ５６とを制御することにより、商用電源からの電力によりバッテリ５０を充電することができる。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ５８とＤＣ／ＤＣコンバータ５６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により制御される。

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，外気の温度を検出する外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、ＡＣ／ＤＣコンバータ５８へのスイッチング制御信号やＤＣ／ＤＣコンバータ５６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。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とりを行なっている。

こうして構成された第１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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、以下、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。

また、第１実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定した充電ポイントに到達するときにエンジン２２の始動については十分に行なうことができる程度にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が低くなるように走行中にバッテリ５０の充放電の制御を行ない、自宅や予め設定した充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源コード５９を商用電源に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６とＡＣ／ＤＣコンバータ５８とを制御することによって商用電源から電力によりバッテリ５０を満充電や満充電より低い所定の充電状態とする。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、車両に要求されるパワーが大きいときを除いてバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）がエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖに至るまでモータ運転モードによるモータ走行を行なう。

次に、こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にシステム起動後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により実行されるシステム起動後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、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至ってエンジン２２が始動されるまで所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

システム起動後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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ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、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。また、バッテリ５０残容量（ＳＯＣ）は、電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流の積算値に基づいて演算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。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。

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＊と走行のために車両に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、第１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。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

こうして要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｅ＊とを設定すると、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、設定した要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｐｓｔａｒｔは、エンジン２２を始動してモータ走行からエンジン２２からの動力を用いて走行するハイブリッド走行に切り替える必要が生じるパワーとして設定されており、モータＭＧ２から出力可能な最大パワーより若干小さなパワーを用いることができる。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であると判定されると、モータ走行を継続すべきと判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１４０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定し（ステップＳ１５０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１６０）、仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（１）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＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、モータＭＧ２からバッテリ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ことができる。

Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (1)

ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されると、エンジン２２を始動する（ステップＳ１９０）。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルクをモータＭＧ２によりキャンセルするトルクを出力することによりエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中も要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクとエンジン２２をクランキングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクとなる。

エンジン２２を始動すると、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から閾値Ｓｈｖを減じてモータ走行が可能な電力量としてのモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算すると共に（ステップＳ２００）、このモータ走行可能容量Ｓｍｄをそれまでのモータ走行時における単位時間当たりの電力使用量をバッテリ５０の容量に対する比率として示す平均使用容量Ｗａｖｅで除してモータ走行が可能と推定される時間であるモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算し（ステップＳ２１０）、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるようエンジン２２の運転継続が必要な時間である運転継続必要時間Ｔｅｄを設定する（ステップＳ２２０）。ここで、平均使用容量Ｗａｖｅとしては、システム起動時のバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときの残容量（ＳＯＣ）を減じた値をシステム起動から要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至るまでに経過した時間で除すことにより求めることができる。また、運転継続必要時間Ｔｅｄは、実験などによりモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔと運転継続必要時間Ｔｅｄとの関係を求めて運転継続必要時間設定用マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとが与えられるとマップから対応する運転継続必要時間Ｔｅｄを導出することにより設定することができる。図５に運転継続必要時間設定用マップの一例を示す。図示するように、第１実施例では、運転継続必要時間Ｔｅｄは、モータ走行推定時間Ｔｅｄが長いほど長く、外気温Ｔｏｕｔが低いほど長くなるよう設定される。これは、モータ走行推定時間Ｔｅｄが長いほど触媒の温度が低下することや、外気温Ｔｏｕｔが低いほど触媒の温度は早く低下することに基づく。

こうして運転継続必要時間Ｔｅｄを設定すると、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２５０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図６に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

続いて、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とを用いて次式（２）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（３）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２６０）。ここで、式（２）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７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（２）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（３）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（３）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 (2)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

そして、要求トルクＴｒ＊にトルク指令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（４）により計算し（ステップＳ２７０）、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（５）および式（６）により計算すると共に（ステップＳ２８０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（７）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Ｓ２９０）。ここで、式（４）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (7)

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＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ３００）、システム起動後駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と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。また、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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して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ことができる。

こうしてエンジン２２からの動力を用いての走行を開始すると、次回このルーチンが実行されたときにはステップＳ１２０でエンジン２２は運転中であると判定されるから、要求パワーＰｅ＊をエンジン２２の運転を停止するための閾値Ｐｓｔｏｐと比較すると共に（ステップＳ２３０）、エンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過しているか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、閾値Ｐｓｔｏｐは、エンジン２２の始動と運転停止とにヒステリシスを持たせるためにエンジン２２を始動するための閾値Ｐｓｔａｒｔより若干小さな値を用いることができる。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であってもエンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄを経過していないときにはエンジン２２の運転を継続すべきと判断し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら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エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行して（ステップＳ２５０〜Ｓ３００）、本ルーチンを終了する。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満となり且つエンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過すると、エンジン２２の運転を停止する（ステップＳ２４５）。エンジン２２の運転の停止は、エンジン２２の運転を停止する制御信号をエンジンＥＣＵ２４に送信し、エンジンＥＣＵ２４がエンジン２２への燃料噴射制御や点火制御を停止することにより行なわれる。こうしてエンジン２２の運転を停止すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から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ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行して（ステップＳ１４０〜Ｓ１８０）、本ルーチンを終了する。

図８は、システム起動後の要求パワーＰｅ＊とバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とエンジン２２の運転状態と浄化装置１３４の触媒の温度の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、システム起動後は、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となる時間Ｔ１に至るまではエンジン２２を始動することなくモータ走行し、時間Ｔ１に至るとエンジン２２を始動してハイブリッド走行を行なう。そして、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至った時間Ｔ１におけるバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定すると共にこのモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて運転継続必要時間Ｔｅｄを設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ってもエンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過する時間Ｔ２まではエンジン２２の運転を継続する。運転継続必要時間Ｔｅｄはモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるように設定されるから、エンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過する時間Ｔ２でエンジン２２の運転が停止され、その後にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでモータ走行しても、浄化装置１３４の触媒の温度は活性化する下限温度に至るだけで下限温度を下回らない。この結果、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至ってエンジン２２を始動したときには既に浄化装置１３４の触媒は活性化しているから、触媒暖機のためのエンジン２２の運転を行なう必要がない。

以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ると、そのときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでのモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定すると共にこのモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるエンジン２２の運転継続時間を運転継続必要時間Ｔｅｄとして設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐに至ってもエンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過するまではエンジン２２の運転を継続することにより、その後にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでモータ走行しても、浄化装置１３４の触媒の温度は活性化する下限温度に至るだけで下限温度を下回らないようにすることができる。したがって、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至ってエンジン２２を始動したときに触媒暖機のためのエンジン２２の運転を行なう必要がない。この結果、不必要な暖機運転や過剰な暖機運転を行なうことによる燃費の悪化を抑制することができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるようにするエンジン２２の運転継続時間を運転継続必要時間Ｔｅｄとして設定するものとしたが、外気温Ｔｏｕｔを用いずにモータ走行推定時間Ｔｍｄだけにより運転継続必要時間Ｔｅｄを設定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０では、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときに、そのときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から閾値Ｓｈｖを減じてモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算すると共にモータ走行可能容量Ｓｍｄを平均使用容量Ｗａｖｅで除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算し、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて運転継続必要時間Ｔｅｄを設定するものとしたが、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときに、そのときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から直ちに運転継続必要時間Ｔｅｄを設定するものとしてもよい。この場合、予めバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と運転継続必要時間Ｔｅｄとの関係をマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）が与えられるとマップから対応する運転継続必要時間Ｔｅｄを導出するものとすればよい。

次に、本発明の第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図９に示すように、浄化装置１３４の触媒の温度を検出する触媒温度センサ１３５ｃを備える点を除いて図１および図２を用いて説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成をしている。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成については、重複する説明を回避するため、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一のハード構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図９に示すように、浄化装置１３４の触媒の温度を検出する触媒温度センサ１３５ｃを備える。この触媒温度センサ１３５ｃは、導電ラインによりエンジンＥＣＵ２４の図示しない入力ポートに接続され、触媒温度ＴｃがエンジンＥＣＵ２４に入力されるようになっている。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂも第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に、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の運転制御としても、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に、トルク変換運転モードや充放電運転モード、モータ運転モードがある。また、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同様に、自宅や予め設定した充電ポイントに到達するときにエンジン２２の始動については十分に行なうことができる程度にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が低くなるように走行中にバッテリ５０の充放電の制御を行ない、自宅や予め設定した充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源コード５９を商用電源に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６とＡＣ／ＤＣコンバータ５８とを制御することによって商用電源から電力によりバッテリ５０を満充電や満充電より低い所定の充電状態とする。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、車両に要求されるパワーが大きいときを除いてバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）がエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖに至るまでモータ運転モードによるモータ走行を行なう。

次に、こうして構成された第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの動作、特にシステム起動後の動作について説明する。図１０は第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂが備えるハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシステム起動後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、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至ってエンジン２２が始動されるまで所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。図１０のシステム起動後駆動制御ルーチンは、ステップＳ２２０Ｂ，Ｓ２４０Ｂの処理を除いて図３のシステム起動後駆動制御ルーチンと同一である。このため、図１０のシステム起動後駆動制御ルーチンでは、図３のシステム起動後駆動制御ルーチンと同一の処理に対しては同一のステップ番号を用いている。以下、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのシステム起動後の動作について、図１０のシステム起動後駆動制御ルーチンを用いて図３のシステム起動後駆動制御ルーチンとの相違部分を中心に説明する。

図１０のシステム起動後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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔ，触媒温度Ｔｃ，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行し（ステップＳ１００）、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＊と走行のために車両に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、触媒温度Ｔｃは、触媒温度センサ１３５ｃ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。そして、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、設定した要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満であると判定されると、モータ走行を継続すべきと判断し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から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ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行して（ステップＳ１４０〜Ｓ１８０）、本ルーチンを終了する。

一方、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上と判定されると、エンジン２２を始動し（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から閾値Ｓｈｖを減じてモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算すると共に（ステップＳ２００）、このモータ走行可能容量Ｓｍｄを平均使用容量Ｗａｖｅで除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算し（ステップＳ２１０）、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるよう推定される触媒の温度である触媒推定温度Ｔｓｅｔを設定する（ステップＳ２２０Ｂ）。触媒推定温度Ｔｓｅｔは、実験などによりモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔと触媒推定温度Ｔｓｅｔとの関係を求めて触媒推定温度設定用マップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとが与えられるとマップから対応する触媒推定温度Ｔｓｅｔを導出することにより設定することができる。図１１に触媒推定温度設定用マップの一例を示す。図示するように、第２実施例では、触媒推定温度Ｔｓｅｔは、モータ走行推定時間Ｔｅｄが長いほど高く、外気温Ｔｏｕｔが低いほど高くなるよう設定される。これは、モータ走行推定時間Ｔｅｄが長いほど触媒の温度が低下することや、外気温Ｔｏｕｔが低いほど触媒の温度は早く低下することに基づく。

こうして触媒推定温度Ｔｓｅｔを設定すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら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エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行して（ステップＳ２５０〜Ｓ３００）、本ルーチンを終了する。

こうしてエンジン２２からの動力を用いての走行を開始すると、次回からこのルーチンが実行されたときにはステップＳ１２０でエンジン２２は運転中であると判定されるため、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｓｔｏｐと比較すると共に（ステップＳ２３０）、入力した触媒温度Ｔｃを触媒推定温度Ｔｓｅｔと比較する（ステップＳ２４０Ｂ）。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満であっても触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔ未満のときにはエンジン２２の運転を継続すべきと判断し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力しながら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エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行して（ステップＳ２５０〜Ｓ３００）、本ルーチンを終了する。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満となり且つ触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔ以上であると判定されると、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ２４５）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２から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ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行して（ステップＳ１４０〜Ｓ１８０）、本ルーチンを終了する。

図１２は、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのシステム起動後の要求パワーＰｅ＊とバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とエンジン２２の運転状態と浄化装置１３４の触媒の温度の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、システム起動後は、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上となる時間Ｔ１１に至るまではエンジン２２を始動することなくモータ走行し、時間Ｔ１１に至るとエンジン２２を始動してハイブリッド走行を行なう。そして、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至った時間Ｔ１１におけるバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定すると共にこのモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて触媒推定温度Ｔｓｅｔを設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至っても触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔ以上となるまではエンジン２２の運転を継続する。触媒推定温度Ｔｓｅｔはモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるように設定されるから、触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔに至った時間Ｔ１２でエンジン２２の運転が停止され、その後にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでモータ走行しても、浄化装置１３４の触媒の温度は活性化する下限温度に至るだけで下限温度を下回らない。この結果、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至ってエンジン２２を始動したときには既に浄化装置１３４の触媒は活性化しているから、触媒暖機のためのエンジン２２の運転を行なう必要がない。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ると、そのときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでのモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定すると共にこのモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となる触媒の温度を触媒推定温度Ｔｓｅｔとして設定し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐに至っても触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔに至るまではエンジン２２の運転を継続することにより、その後にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでモータ走行しても、浄化装置１３４の触媒の温度は活性化する下限温度に至るだけで下限温度を下回らないようにすることができる。したがって、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至ってエンジン２２を始動したときに触媒暖機のためのエンジン２２の運転を行なう必要がない。この結果、不必要な暖機運転や過剰な暖機運転を行なうことによる燃費の悪化を抑制することができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となる触媒の温度を触媒推定温度Ｔｓｅｔとして設定するものとしたが、外気温Ｔｏｕｔを用いずにモータ走行推定時間Ｔｍｄだけにより触媒推定温度Ｔｓｅｔを設定するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときに、そのときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から閾値Ｓｈｖを減じてモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算するものとしたが、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に係数を乗じてモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算するものとしてもよいし、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）をそのままモータ走行可能容量Ｓｍｄとするものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、モータ走行可能容量Ｓｍｄをシステム起動からのモータ走行時における単位時間当たりの電力使用量をバッテリ５０の容量に対する比率として示す平均使用容量Ｗａｖｅで除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしたが、システム起動からのモータ走行におけるものだけでなく、前回や前々回のシステム起動後のモータ走行における単位時間当たりの電力使用量のバッテリ５０の容量に対する比率としての平均使用容量によりモータ走行可能容量Ｓｍｄを除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしてもよいし、平均使用容量に代えて予め設定した所定値によりモータ走行可能容量Ｓｍｄを除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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１３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１３における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂ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１４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のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるものとしたが、走行用の動力を出力可能なエンジンと、エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能なモータと、発電機やモータと電力のやりとりを行なうバッテリとを備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成としても構わない。

第１実施例のハイブリッド自動車２０や第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４にＤＣ／ＤＣコンバータ５６とＡＣ／ＤＣコンバータ５８と電源コード５９とを備え、電源コード５９を商用電源に接続して商用電源からの電力によりバッテリ５０を充電するものとしたが、こうしたＤＣ／ＤＣコンバータ５６やＡＣ／ＤＣコンバータ５８，電源コード５９を備えないものとしても構わない。この場合、システム起動後駆動制御ルーチンをシステム起動後に単にモータ走行する場合の制御に用いればよい。

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、ハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。

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。第１実施例では、浄化装置１３４が排気系に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」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、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バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を演算するバッテリＥＣＵ５２が「蓄電量検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにＬｏｓｓを加えることにより計算する図３のシステム起動後駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求パワー設定手段」に相当し、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでのモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定すると共にこのモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるエンジン２２の運転継続時間を運転継続必要時間Ｔｅｄとして設定する図３のシステム起動後駆動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「運転継続必要時間設定手段」に相当し、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐに至ってもエンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過するまではエンジン２２の運転を継続しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信して目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動するようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

第２実施例では、浄化装置１３４が排気系に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」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、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バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を演算するバッテリＥＣＵ５２が「蓄電量検出手段」に相当し、触媒温度Ｔｃを検出する触媒温度センサ１３５ｃが「触媒温度検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにＬｏｓｓを加えることにより計算する図１０のシステム起動後駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求パワー設定手段」に相当し、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでのモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定する図１０のシステム起動後駆動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「電動走行継続時間設定手段」に相当し、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となる触媒の温度を触媒推定温度Ｔｓｅｔとして設定する図１０のシステム起動後駆動制御ルーチンのステップＳ２２０Ｂの処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「触媒推定温度設定手段」に相当し、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐに至っても触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔに至るまではエンジン２２の運転を継続しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信するハイブリッド用電子制御ユニット７０と目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を受信して目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊でエンジン２２が運転されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動するようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

ここで、第１のハイブリッド車において、「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、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「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、動力を入出力可能な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。「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、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「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、発電機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「蓄電量検出手段」としては、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バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を演算するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の端子間電圧に基づいて設定するものなど、蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量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。「要求パワー設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにＬｏｓｓを加えることにより計算するものに限定されるものではなく、走行に要求される要求パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「運転継続必要時間設定手段」としては、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでのモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定すると共にこのモータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となるエンジン２２の運転継続時間を運転継続必要時間Ｔｅｄとして設定するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に係数を乗じてモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算するものとしたり、システム起動からのモータ走行におけるものだけでなく、前回や前々回のシステム起動後のモータ走行における単位時間当たりの電力使用量のバッテリ５０の容量に対する比率としての平均使用容量によりモータ走行可能容量Ｓｍｄを除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしたり、平均使用容量に代えて予め設定した所定値によりモータ走行可能容量Ｓｍｄを除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしたり、外気温Ｔｏｕｔを用いずにモータ走行推定時間Ｔｍｄだけにより運転継続必要時間Ｔｅｄを設定するものとしたり、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときに、そのときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）から直ちに運転継続必要時間Ｔｅｄを設定するものとしたりするなど、浄化触媒の温度を予め設定された活性化下限温度以上で保持するために内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を蓄電量に応じて設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐに至ってもエンジン２２を始動してから運転継続必要時間Ｔｅｄが経過するまではエンジン２２の運転を継続しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，モータＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、システム起動から継続して内燃機関の運転を停止した状態で電動機から要求パワーを出力して走行している最中に要求パワーが内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、その後に要求パワーが内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても運転継続必要時間に亘って内燃機関の運転が継続されて要求パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

また、第２のハイブリッド車において、「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、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「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、動力を入出力可能な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。「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、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「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、発電機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「蓄電量検出手段」としては、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バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）を演算するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の端子間電圧に基づいて設定するものなど、蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量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。「触媒温度検出手段」としては、触媒温度Ｔｃを検出する触媒温度センサ１３５ｃに限定されるものではなく、エンジン水温と経過時間などから浄化触媒の温度を推定することにより検出するものなど浄化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。「要求パワー設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにＬｏｓｓを加えることにより計算するものに限定されるものではなく、走行に要求される要求パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動走行継続時間設定手段」としては、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｈｖに至るまでのモータ走行推定時間Ｔｍｄを設定するものに限定されるものではなく、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に係数を乗じてモータ走行可能容量Ｓｍｄを計算するものとしたり、システム起動からのモータ走行におけるものだけでなく、前回や前々回のシステム起動後のモータ走行における単位時間当たりの電力使用量のバッテリ５０の容量に対する比率としての平均使用容量によりモータ走行可能容量Ｓｍｄを除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしたり、予め設定した所定値を平均使用容量に代えてモータ走行可能容量Ｓｍｄを除してモータ走行推定時間Ｔｍｄを計算するものとしたりするなど、内燃機関の運転を停止した状態で電動機から要求パワーを出力して走行する電動走行を継続することができる電動走行継続時間を蓄電量に応じて設定するものであれば如何なるものとしても構わない。
「触媒推定温度設定手段」としては、モータ走行推定時間Ｔｍｄと外気温Ｔｏｕｔとに基づいてモータ走行推定時間Ｔｍｄだけモータ走行をしたときに浄化装置１３４の触媒の温度が触媒が活性化する下限温度となる触媒の温度を触媒推定温度Ｔｓｅｔとして設定するものに限定されるものではなく、外気温Ｔｏｕｔを用いずにモータ走行推定時間Ｔｍｄだけにより触媒推定温度Ｔｓｅｔを設定するものとするなど、電動走行継続時間が経過したときに浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、システム起動後にモータ走行している最中に要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔに至ったときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐに至っても触媒温度Ｔｃが触媒推定温度Ｔｓｅｔに至るまではエンジン２２の運転を継続しながらバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されて走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，モータＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、システム起動から継続して電動走行を継続している最中に要求パワーが内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、その後に要求パワーが内燃機関の運転を停止するために予め設定された停止用パワーを下回っても浄化触媒の温度が触媒推定温度を上回るまで内燃機関の運転が継続されて要求パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

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。

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。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

本発明の第１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。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 第１実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシステム起動後駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 運転継続必要時間設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 システム起動後の要求パワーＰｅ＊とバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とエンジン２２の運転状態と浄化装置１３４の触媒の温度の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 第２実施例のエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシステム起動後駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 触媒推定温度設定用マップの一例を示す説明図である。 システム起動後の要求パワーＰｅ＊とバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とエンジン２２の運転状態と浄化装置１３４の触媒の温度の時間変化の様子の一例を示す説明図である。 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。 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

２０，２０Ｂ，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、５６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５８ ＡＣ／ＤＣコンバータ、５９ 電源コード、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、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３５ｃ 触媒温度センサ、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (11)

1. 走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
   走行に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   前記検出された蓄電量に基づいて前記電動機から前記設定された要求パワーを出力して走行する電動走行が可能な時間として推定される推定走行可能時間を推定し、前記内燃機関の運転を停止した状態で前記推定走行可能時間に亘って前記電動走行したときに前記浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度となるように前記内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を設定する運転継続必要時間設定手段と、
   システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動走行している最中に前記設定された要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、前記内燃機関を始動し、前記設定された運転継続必要時間に亘って前記内燃機関の運転が継続されて前記設定された要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記運転継続必要時間設定手段は、前記検出された蓄電量が大きいほど長くなる傾向に前記運転継続必要時間を設定する手段である、
   ハイブリッド車。
3. 請求項２記載のハイブリッド車であって、
   前記運転継続必要時間設定手段は、前記設定された要求パワーが前記始動用パワーを超えたときに前記蓄電量検出手段により検出される蓄電量と前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用蓄電量との差の蓄電量である差分蓄電量を用いて前記推定走行可能時間を推定して前記運転継続必要時間を設定する手段である、
   ハイブリッド車。
4. 請求項３記載のハイブリッド車であって、
   前記運転継続必要時間設定手段は、単位時間当たりの走行に必要な電力と前記差分蓄電量とに基づいて前記推定走行可能時間を推定する手段である、
   ハイブリッド車。
5. 請求項４記載のハイブリッド車であって、
   前記運転継続必要時間設定手段は、前記設定された要求パワーが前記始動用パワーを超えるまでに走行に用いた電力に基づいて演算される前記単位時間当たりの走行に必要な電力を用いて前記推定走行可能時間を推定する手段である、
   ハイブリッド車。
6. 請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド車であって、
   外気温を検出する外気温検出手段を備え、
   前記運転継続必要時間設定手段は、前記検出された外気温が低いほど長くなる傾向に前記運転継続必要時間を設定する手段である、
   ハイブリッド車。
7. 走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
   前記浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
   走行に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
   前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から前記設定された要求パワーを出力して走行する電動走行を継続することができる電動走行継続時間を前記検出された蓄電量に応じて設定する電動走行継続時間設定手段と、
   前記設定された電動走行継続時間が経過したときに前記浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定する触媒推定温度設定手段と、
   システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動走行を継続している最中に前記設定された要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、前記内燃機関を始動し、前記検出された前記浄化触媒の温度が前記設定された触媒推定温度を上回るまで前記内燃機関の運転が継続されて前記設定された要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
8. 請求項７記載のハイブリッド車であって、
   外気温を検出する外気温検出手段を備え、
   前記触媒推定温度設定手段は、前記検出された外気温が高いほど低くなる傾向に前記触媒推定温度を設定する手段である、
   ハイブリッド車。
9. 請求項７または８記載のハイブリッド車であって、
   前記触媒温度検出手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記浄化触媒の温度を推定することにより該浄化触媒の温度を検出する手段である、
   ハイブリッド車。
10. 走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
    システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行する電動走行している最中に前記要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、前記蓄電手段に放電可能に蓄えられた蓄電量に基づいて前記電動走行が可能な時間として推定される推定走行可能時間を推定すると共に前記内燃機関の運転を停止した状態で前記推定走行可能時間に亘って前記電動走行したときに前記浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度となるように前記内燃機関の運転継続が必要となる運転継続必要時間を設定し、前記内燃機関を始動し、前記設定した運転継続必要時間に亘って前記内燃機関の運転が継続されて前記要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
11. 走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
    システム起動から継続して前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機から走行に要求される要求パワーを出力して走行する電動走行を継続している最中に前記要求パワーが前記内燃機関を始動するために予め設定された始動用パワーを超えたときには、前記蓄電手段から放電可能に蓄えられた蓄電量に応じて設定される前記電動走行を継続することができる電動走行継続時間が経過したときに前記浄化触媒の温度が予め設定された活性化下限温度に至ると推定される触媒推定温度を設定し、前記内燃機関を始動し、前記浄化触媒の温度が前記設定した触媒推定温度を上回るまで前記内燃機関の運転が継続されて前記要求パワーにより走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
    

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