JP2012061908A

JP2012061908A - 車両の駆動装置

Info

Publication number: JP2012061908A
Application number: JP2010206342A
Authority: JP
Inventors: Masaya Yamamoto; 雅哉山本; Masaru Nakao; 優仲尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】エンジンの触媒暖機中のエミッションを向上させ、且つエンジンの触媒暖機運転が中断された場合でもエンジンの出力を最低限に抑えることが出来る車両の駆動装置を提供すること。
【解決手段】走行中に触媒暖機用作動を行うようにエンジン１２０を制御する形式の車両の駆動装置であって、要求駆動力Ｐｕｓを触媒暖機のために作動するエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和で満足させることが出来る場合はエンジン１２０の触媒暖機用作動を許可し、要求駆動力Ｐｕｓをエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和で満足させることが出来ない場合はエンジン１２０の触媒暖機用作動を許可せずエンジン１２０を走行用作動に切り換え、蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと走行用作動のエンジン１２０との出力によって要求駆動力Ｐｕｓを満足させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の駆動装置に係り、エンジンと電動機とを備える車両において、車両の走行中に排出される排気ガスの浄化を行う触媒を効率良く暖機するための技術に関するものである。

近年の自動車は、エンジンの燃料消費量及びエンジンから排出される排気ガスの低減が要求されているため、エンジンと電動機との２つの駆動源を備えたハイブリッド車の開発が進められている。

上記したハイブリッド車とは、エンジンと、エンジンの出力で駆動される発電機と、発電機により発電された電力を蓄える蓄電器と、発電機あるいは蓄電器の電力で駆動される電動機と、エンジンの出力を発電機と車輪とに分割する動力分割機構とを備え、要求駆動力に応じて駆動源をエンジンと電動機との少なくとも１つから選ぶ車両である。

電動機からの出力のみで要求駆動力を満たすことが出来る場合は、ハイブリッド車は電動機を駆動源として選び、エンジンを停止させて走行するモータ走行を行う。

電動機からの出力で要求駆動力を満たすことが出来ない場合は、ハイブリッド車はエンジンを駆動源として選び、エンジンを始動させて走行する。この時、蓄電器の残存容量が低い場合は、エンジンは要求駆動力より大きい出力値を出力し、要求駆動力を満たすと共に余剰出力を用いて発電機を駆動させ蓄電器を充電するエンジン走行を行う。また、蓄電器の残存容量が高い場合は、蓄電器からの電力により電動機を駆動し、エンジンの出力と電動機の出力とを用いて要求駆動力を満たすハイブリッド走行を行う。

このように、ハイブリッド車は走行中に電動機を駆動源として選ぶことでエンジンを停止することが可能なため、燃料消費量及び排気ガスを低減することが出来る。

ところで、上記のハイブリッド車では、走行中において要求駆動力に応じてエンジンが始動と停止を繰り返すため、排気ガスを浄化する触媒を排気ガスを用いて暖機することが出来ず、触媒が低温となりやすい。触媒は低温時に排気ガスを十分に浄化することが出来ないため、ハイブリッド車はエンジンの始動の際に、触媒を素早く昇温させる必要がある。

この課題を解決するものとして、下記の特許文献１及び特許文献２に開示されたハイブリッド車が知られている。特許文献１に開示されたハイブリッド車は、走行中に触媒暖機開始条件を満たすと、エンジンの出力を増加させてエンジンの出力のみで要求駆動力を満たすようエンジン、発電機、電動機をそれぞれ制御し、触媒の暖機を行う。

この方法によれば、ハイブリッド車は走行中に触媒暖機開始条件を満たすと、触媒暖機中はエンジンの出力を増加させ、エンジンから排出される排気ガス量を増加させることで、触媒を早期に暖機することを可能としている。

また、特許文献２に開示されたハイブリッド車は、走行中に触媒暖機開始条件を満たすと、要求駆動力より触媒暖機運転時のエンジンの出力を算出し、要求駆動力を触媒暖機運転時のエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和で満たすことが出来る場合に、エンジンの点火時期を遅角させる触媒暖機運転を行うようエンジンを制御し触媒の暖機を行う。

この方法によれば、ハイブリッド車は走行中に触媒暖機開始条件を満たすと、たとえばエンジンの点火時期を遅角させ、エンジンの排気弁開弁時における排気ガスの温度を上昇させることで、触媒を素早く暖機することを可能としている。

特開２０００−１１０６０４号公報特開平１１−１７３１７５号公報

上記２つの特許文献にそれぞれ開示されたハイブリッド車のように触媒暖機運転を行えば触媒を素早く暖機することが可能だが、特許文献１に開示されたハイブリッド車は触媒暖機中の要求駆動力を全てエンジンからの出力で満たすようエンジンの出力を増加させるため、排気ガスの量が増えてしまいエミッションが悪くなる。また、特許文献２に開示されたハイブリッド車は触媒暖機運転中のエンジンの出力が要求駆動力によって算出されるため、要求駆動力が大きいとエンジンの出力が大きくなってしまい、触媒の温度が低いにも係らず排出される排気ガスの量が増えてしまうのでやはりエミッションが悪くなる。よって、エンジンの触媒暖機運転中はエンジンの出力を小さくすることが望ましいが、エンジンの出力を小さくすると、触媒暖機運転中に要求駆動力を満たすことが出来なくなる頻度が増え、触媒暖機運転が中断される頻度が増える可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためのものであって、その目的は、触媒暖機運転中のエミッションを向上させ、且つ触媒暖機運転が中断された場合でもエンジンの出力を最低限に抑えることが出来る車両の駆動装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の駆動装置は、駆動力源として機能するエンジン及び電動機と、該エンジンの排気ガスを浄化するための触媒とを備え、車両の走行中に触媒暖機開始条件が成立した場合には触媒暖機用作動を行うように該エンジンを制御する形式の車両の駆動装置であって、前記触媒暖機のための予め設定された作動するエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和以下の駆動力が要求された場合は、前記触媒暖機のために作動するエンジンの出力と前記蓄電器の出力との和で前記要求された駆動力を満たし、前記触媒暖機のための予め設定された作動するエンジンの出力と前記蓄電器の最大許容出力との和よりも大きい駆動力が要求された場合は、前記触媒暖機用作動を中断させて走行用作動に切り換え、前記蓄電器の最大許容出力と該走行用作動のエンジンの出力との和によって前記要求された駆動力を満たすようにしたことを特徴とする。

第２の発明に係る車両の駆動装置においては、第１の発明の構成に加えて、前記触媒暖機用作動のエンジンは、該エンジンの点火時期が前記走行用作動のエンジンの点火時期よりも遅角されており、該触媒暖機用作動のエンジンは、所定の大きさの駆動力を出力することを特徴とする。

第３の発明に係る車両の駆動装置においては、第１及び第２の発明の構成に加えて、前記エンジンによって回転駆動される発電機と、該発電機で発電された電力を蓄える前記蓄電器とを備え、前記エンジンの前記触媒暖機用作動中は前記発電機により発電された電力を前記蓄電器に充電させる制御を中止することを特徴とする。

第４の発明に係る車両の駆動装置においては、第１乃至第３のいずれか１つの発明の構成に加えて、前記触媒暖機開始条件は、前記エンジンの始動時、前記エンジンの水温が所定の水温判定値未満、前記触媒の温度が所定の触媒温度判定値未満のうち、少なくとも該触媒の温度が所定の触媒温度判定値未満を含むことを特徴とする。

第５の発明に係る車両の駆動装置においては、第１乃至第４のいずれか１つの発明の構成に加えて、前記エンジンが前記触媒暖機用作動中である場合には、前記電動機の最大許容出力よりも十分に小さい予め設定された一定の触媒暖機中出力値が出力されるように該エンジンを制御することを特徴とする。

第１の発明に係る車両の駆動装置によれば、エンジンが触媒暖機用作動を行うための予め設定されたことにより出力されるエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和により要求駆動力を満たすことが出来る場合にエンジンに触媒暖機用作動をさせるので、触媒暖機用作動中のエンジンの出力を最低限に抑えられ、エンジンの触媒暖機用作動中のエミッションを向上させることが出来る。さらに、触媒暖機用作動のための予め設定された中のエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和より大きな駆動力が要求された場合にエンジンを触媒暖機用作動から走行用作動に切り換え、蓄電器の最大許容出力と走行用作動中のエンジンの出力との和で要求された駆動力を満たし、触媒暖機中に大きな駆動力を要求されても蓄電器の出力を最大限に利用するのでエミッションが向上し、さらに触媒暖機運転が中断された場合でもエンジンの出力を最低限に抑えることが出来る。

第２の発明に係る車両の駆動装置によれば、エンジンの触媒暖機用作動中はエンジンの点火時期を走行用作動中のエンジンの点火時期よりも遅角としているので、触媒を素早く暖機させることが可能となる。

第３の発明に係る車両の駆動装置によれば、エンジンの触媒暖機用作動中はエンジンを用いて発電機を回転駆動し蓄電器の充電を行わず、触媒暖機用作動中のエンジンの出力を駆動力として出力するので、触媒の暖機が中断されることを最低限に抑えることが出来る。

第４の発明に係る車両の駆動装置によれば、触媒の温度が判定値未満の場合に触媒の暖機を行うので、触媒の暖機が必要な場合にエンジンを触媒暖機用作動させることが出来る。

第５の発明に係る車両の駆動装置によれば、要求駆動力のうち電動機の出力で賄う割合を多くすることが出来る一方で、触媒暖機用作動中のエンジンの出力で賄う割合を少なくすることが出来るので、燃料の消費量を少なくすることが出来る。

尚、本発明に係る車両の駆動装置は、エンジンの触媒暖機用作動中にエンジンの点火時期を遅角することで触媒の暖機を促進しているが、その触媒の暖機を促進する他のものとして、エンジンの少なくとも一部の気筒で燃焼される混合気の空熱比が燃料過剰雰囲気（リッチ雰囲気）となり、且つ他の一部の気筒で燃焼される混合気の空熱比が酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）となるよう燃料噴射量を制御するものであってもよい。さらに、排気弁の開閉時期を変更可能な可変バルブタイミング機構を具備したエンジンであれば、前記排気弁の開弁時期を進角させて触媒の暖機を促すようにしてもよい。

本発明の実施例に係る車両の駆動装置の構造を示す図である。図１の車両の駆動装置に設けられた電子制御装置に備えられた制御機能の要部を示す機能ブロック図である。図１の車両の駆動装置に設けられた電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、触媒暖機時の制御ルーチンを示す図である。図１の車両の駆動装置の触媒暖機時のエンジン出力の変化を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る車両の駆動装置の構造を示す図である。駆動装置は、エンジン１２０と、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ２８０と、エンジン１２０より排出された排気ガスを浄化する触媒１２２と、触媒の温度を検出する触媒温度センサ１２４と、発電機１４０Ａ（図内ではＭＧ（１）と記す）と、電動機１４０Ｂ（図内ではＭＧ（２）と記す）と、発電機１４０Ａと電動機１４０Ｂとを制御するモータＥＣＵ３００と、発電機１４０Ａと電動機１４０Ｂとに電力を供給する蓄電器２２０と、蓄電器２２０を制御するバッテリＥＣＵ２６０と、図示しないアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４０２と、エンジンＥＣＵ２８０とモータＥＣＵ３００とバッテリＥＣＵ２６０とを相互に管理制御するハイブリッドＥＣＵ３２０とを含む。

車両はその他にエンジン１２０の出力を駆動輪１６０と発電機１４０Ａとに分割する動力分割機構２００と、蓄電器２２０の直流電流を交流電流に、また発電機１４０Ａによって発電された交流電流を直流電流に変換するインバータ２４０と、エンジン１２０及び電動機１４０Ｂにて発生した駆動力を駆動輪１６０に、また駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０や電動機１４０Ｂに伝達する減速機１８０と、蓄電器２２０とインバータ２４０との間に設けられ、蓄電器２２０から発電機１４０Ａ及び電動機１４０Ｂへ電力を供給する場合は電力を昇圧し、発電機１４０Ａ及び電動機１４０Ｂより蓄電器２２０へ電力を充電する場合は電力を降圧するコンバータ２４２と、図示しない外部電源からの電力供給を受け蓄電器２２０を充電する充電器２２２とを含む。

動力分割機構２００には、エンジン１２０の動力を駆動輪１６０と発電機１４０Ａとの両方に振り分けるため、プラネタリーキャリアと、サンギヤと、リングギヤとを備えた遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。エンジン１２０はプラネタリーキャリアに、発電機１４０Ａはサンギヤに、電動機１４０Ｂ及び駆動輪１６０はリングギヤにそれぞれ接続される。エンジン１２０の出力はプラネタリーキャリアに入力され、それがサンギヤによって発電機１４０Ａに、リングギヤによって電動機１４０Ｂ及び駆動輪１６０Ｂに伝えられる。エンジン１２０を始動させる場合には蓄電器２２０の電力を用いて発電機１４０Ａを駆動してエンジン１２０を始動し、作動中のエンジン１２０を停止させる場合にはエンジン１２０の出力を発電機１４０Ａを用いて電力に変換しエンジン１２０の回転数を下げていく。

インバータ２４０は、図示しない６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された図示しない６つのダイオードとを含み、モータＥＣＵ３００からの信号に基づいて、発電機１４０Ａと電動機１４０Ｂとを制御する。インバータ２４０は発電機１４０Ａを制御する場合は、各ＩＧＢＴのゲートをオンまたはオフ（通電または遮断）して発電機１４０Ａが発電した交流電力を直流電力に変換し、蓄電器２２０に充電する。インバータ２４０は電動機１４０Ｂを制御する場合は、各ＩＧＢＴのゲートをオンまたはオフ（通電または遮断）して蓄電器２２０から供給された直流電力を交流電力に変換し、電動機１４０Ｂに供給する。

コンバータ２４２は、蓄電器２２０とインバータ２４０との間に設けられる。蓄電器２２０の定格電圧が発電機１４０Ａや電動機１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、蓄電器２２０から発電機１４０Ａや電動機１４０Ｂに電力を供給する場合にはコンバータ２４２で電力を昇圧する。尚、充電する場合には昇圧コンバータ２４２で降圧して蓄電器２２０に充電電力を供給する。

充電器２２２は図示しない外部電源より蓄電器２２０に供給される電力の電圧及び電流を制御する。つまり、外部電源より供給される交流電流を直流電流に変換すると共に、必要に応じて外部電源からの電圧を調圧して蓄電器２２０に供給する。

次に、図２の機能ブロック図を参照して、本発明の実施例に係る車両の駆動装置に設けられたエンジンＥＣＵ２８０、ハイブリッドＥＣＵ３２０等の電子制御装置の制御機能について説明する。

エンジンＥＣＵ２８０は、触媒暖機要求手段２８４と、エンジン点火時期制御手段２８６と、エンジン制御手段２８８とを有する。

触媒暖機要求手段２８４は、後述するエンジン出力算出手段３２８よりエンジン１２０の始動要求信号を受信した場合に、触媒温度センサ１２４より検出された触媒１２２の温度と図示しない冷却水温センサより検出されたエンジン１２０の冷却水温とを基に触媒１２２を暖機するかを判断し、暖機が必要と判断した場合は触媒暖機制御手段３２４に触媒暖機要求信号を送信する。

エンジン点火時期制御手段２８６は、触媒暖機制御手段３２４より触媒暖機許可信号を受信した場合に、エンジン１２０を触媒暖機に適した触媒暖機用作動させるために、エンジン１２０の点火時期を触媒暖機後の走行用作動中のエンジン１２０の点火時期よりも予め定めた角度だけ遅角させた触媒暖機時遅角とし、好適には遅角調整範囲内の最遅角にする。

エンジン制御手段２８８は、エンジン出力算出手段３２８が算出したエンジン１２０の指令出力Ｐｅをエンジン１２０が出力するようエンジン１２０を制御する。また、触媒暖機制御手段３２４より触媒暖機許可信号を受信している場合は、エンジン点火時期制御手段２８６により遅角されたエンジン１２０を触媒暖機用作動させる。

バッテリＥＣＵ２６０は、蓄電器残存容量算出手段２６２と、蓄電器最大許容出力算出手段２６４とを有する。

蓄電器残存容量算出手段２６２は、図示しないセンサより検出された蓄電器２２０の電圧値、電流値、温度より蓄電器２２０の残存容量を算出する。

蓄電器最大許容出力算出手段２６４は、蓄電器残存容量算出手段２６２より算出された蓄電器２２０の残存容量と、蓄電器２２０の温度とより蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘを算出する。

ハイブリッドＥＣＵ３２０は、要求駆動力算出手段３２２と、触媒暖機制御手段３２４と、アクセル開度判定手段３２６と、エンジン出力算出手段３２８とを有する。

ハイブリッドＥＣＵ３２０は、要求駆動力算出手段３２２により算出された要求駆動力Ｐｕｓが得られるように、エンジン走行時及びハイブリッド走行時はエンジン１２０を高い効率が得られる運転領域で作動させつつ、発電機１４０Ａ、電動機１４０Ｂ及びエンジン１２０の出力を制御し、モータ走行時には専ら電動機１４０Ｂの出力を制御する。

要求駆動力算出手段３２２は、予め記憶された関係からアクセル開度センサ４０２より検出されたアクセル開度Ａｃｃ（％）及び車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）に基づいて要求駆動力Ｐｕｓを算出する。

触媒暖機制御手段３２４は、触媒暖機要求手段２８４より触媒暖機要求信号を受信した場合は、要求駆動力算出手段３２２にて算出された要求駆動力Ｐｕｓと、蓄電器最大許容出力算出手段２６４にて算出された蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと、触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとを基に車両の駆動装置が後述するモータ走行時の触媒暖機開始条件を満たしているか判断する。この予め設定された触媒暖機用作動のためのエンジン１２０の出力Ｐｓｄは、蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘよりも十分に小さい値に設定されたものであり、触媒暖機中出力値とも言えるものである。要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和以下の場合は、車両の駆動装置がモータ走行時の触媒暖機開始条件を満たしているとして触媒１２２の暖機を許可しエンジン点火時期制御手段２８６、エンジン制御手段２８８、エンジン出力算出手段３２８のそれぞれに触媒暖機許可信号を送信する。また、要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和よりも大きい場合は、車両の駆動装置がモータ走行時の触媒暖機開始条件を満たしていないとして触媒１２２の暖機を許可しない。要するに、触媒暖機制御手段３２４は、要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和以下の場合はエンジン１２０に触媒暖機用作動をさせる一方で、要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和よりも大きい場合はエンジン１２０に触媒暖機用作動を中断させて走行用作動に切り換え、蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘに加えてそれを上回る分を走行用作動のエンジン１２０の出力と蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘによって要求駆動力Ｐｕｓを満たすようにする。

アクセル開度判定手段３２６は、アクセル開度センサ４０２より検出されたアクセル開度Ａｃｃ（％）と、エンジン１２０に触媒暖機用作動を実行させることが出来ないほど高出力状態であるか否か判定するために予め設定された２つの所定値（アクセル開度大判定値、アクセル開度小判定値）とを比較する。アクセル開度がアクセル開度大判定値より大きい場合はアクセル開度大判定を成立とし、アクセル開度がアクセル開度大判定より小さく且つアクセル開度小判定値より小さい場合にアクセル開度大判定を不成立とする。

エンジン出力算出手段３２８は、モータ走行時に要求駆動力Ｐｕｓと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとを基に、エンジン１２０を始動させるか判断する。つまり、要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘより大きくなった場合にエンジン１２０を始動しエンジン走行もしくはハイブリッド走行をする必要があると判断し、エンジン１２０の始動要求信号を触媒暖機要求手段２８４へ送信する。そして、エンジン走行時もしくはハイブリッド走行時に触媒暖機制御手段３２４より触媒暖機許可信号を受信している場合は、エンジン１２０の指令出力Ｐｅを触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとする。また、エンジン走行時もしくはハイブリッド走行時に触媒暖機制御手段３２４から触媒暖機許可信号を受信していない場合は、要求駆動力Ｐｕｓから蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘを減じた出力をエンジン１２０の指令出力Ｐｅとする。

このような制御機能を有する本発明の実施形態に係る車両の駆動装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、単一又は複数のＥＣＵ内に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。

次に、図３のフローチャートを参照して、エンジンＥＣＵ２８０、ハイブリッドＥＣＵ３２０等の電子制御装置の制御作動のうち、車両のモータ走行中に触媒１２２を暖機する場合に実行する触媒暖機制御手段３２４の制御作動等について説明する。

図３において、ステップ（以下、Ｓと記す）１乃至Ｓ５はアクセル開度判定手段３２６に対応している。Ｓ１では、触媒暖機制御手段３２４からの指令に従ってアクセル開度センサ４０２により検出されたアクセル開度Ａｃｃ（％）を読み込む。

Ｓ２では、Ｓ１にて検出したアクセル開度Ａｃｃが予め設定されたアクセル開度大判定値Ａ１以上か否かを判断する。アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度大判定値Ａ１未満の場合（Ａｃｃ＜Ａ１）はＳ２の判断を否定してＳ３を実行する。また、アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度大判定値Ａ１以上の場合（Ａｃｃ≧Ａ１）はＳ２の判断を肯定してＳ４を実行する。

Ｓ３では、Ｓ１にて検出したアクセル開度Ａｃｃが予め設定されたアクセル開度小判定値Ａ２よりも小さいか否かを判断する。アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度小判定値Ａ２未満の場合（Ａｃｃ＜Ａ２）はＳ３の判断を肯定してＳ５を実行する。また、アクセル開度Ａｃｃがアクセル開度小判定値Ａ２以上の場合（Ａｃｃ≧Ａ２）はＳ３の判断を否定してＳ６を実行する。

Ｓ４では、Ｓ２にてアクセル開度Ａｃｃがアクセル開度大判定値Ａ１以上であると判断したため、要求駆動力が大きく、且つ駆動力を早急に出力する必要があるので、例えばアクセル開度大を示すフラグを「１」にセットすることによりアクセル開度大判定を成立としてＳ６を実行する。

Ｓ５では、Ｓ３にてアクセル開度Ａｃｃがアクセル開度大判定値Ａ１未満であり且つアクセル開度小判定値Ａ２未満であると判断したため、要求駆動力が小さく、且つ駆動力を早急に出力する必要がないので、例えばアクセル開度大を示すフラグを「０」にリセットすることによりアクセル開度大判定を不成立としてＳ６を実行する。

Ｓ６乃至Ｓ８は触媒暖機制御手段３２４に対応している。Ｓ６では、触媒暖機要求手段２８４より触媒暖機要求信号を受信しているか否かを判断する。触媒暖機要求手段２８４より触媒暖機要求信号を受信している場合はＳ６の判断を肯定してＳ７を実行する。尚、図４のｔ１はこの状態を示している。触媒暖機要求手段２８４より触媒暖機要求信号を受信していない場合は触媒１２２の暖機を行う必要がないのでＳ６の判断を否定して本ルーチンを終了した後、次の制御サイクルを開始する。

Ｓ７では、エンジン制御手段２８８がエンジン１２０を作動するよう制御しているかが判断される。エンジン１２０を作動するよう制御している場合はＳ７の判断を肯定してＳ８を実行する。エンジン１２０を作動するよう制御していない場合は触媒１２２の暖機を行う必要がないのでＳ７の判断を否定して本ルーチンを終了した後、次の制御サイクルを開始する。

Ｓ８では、アクセル開度判定手段３２６によってアクセル開度大判定が成立していないか否かを判断する。アクセル開度大判定が成立していないと判断した場合はＳ８の判断を肯定してＳ９を実行する。アクセル開度大判定が成立していると判断した場合は、上記したように要求駆動力が大きく且つ駆動力を早急に出力する必要があって触媒１２２の暖機を行えない場合であるので、Ｓ８の判断を否定して本ルーチンを終了した後、次の制御サイクルを開始する。

Ｓ９は、エンジン出力算出手段３２８に対応している。Ｓ８の判断を肯定した場合は、触媒１２２の暖機要求があって、エンジン制御手段２８８によりエンジン１２０が作動しており且つ要求駆動力が小さい場合であるので、Ｓ９では要求駆動力Ｐｕｓから蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘを減じた値をエンジン１２０の指令出力Ｐｅとしてエンジン制御手段２８８に送信し、Ｓ１０を実行する。尚、図４のｔ２からｔ３はこの状態を示している。

Ｓ１０は、触媒暖機制御手段３２４に対応している。Ｓ１０では、触媒暖機要求手段２８４からの触媒暖機要求信号を受け、触媒１２０の暖機を行うかを判断する。つまり、図４に示すように、要求駆動力算出手段３２２より算出された要求駆動力Ｐｕｓが、蓄電器最大許容出力算出手段２６４より算出された蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和（Ｗｏｕｔｍａｘ＋Ｐｓｄ）以下の場合は触媒１２２の暖機を許可し、Ｓ１２を実行する。要求駆動力Ｐｕｓが、蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和（Ｗｏｕｔｍａｘ＋Ｐｓｄ）より大きい場合は触媒１２２の暖機を許可せず、Ｓ１０の判断が否定されるので、Ｓ１１を実行する。

Ｓ１１は、エンジン制御手段２８８に対応している。Ｓ１１では、エンジン出力算出手段３２８より触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄをエンジン１２０の指令出力Ｐｅとして受信しており、触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄすなわちエンジン１２０の最小出力（下限値）を出力するようエンジン１２０を制御しているか否かを判断する。エンジン制御手段２８８が触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄを出力するようエンジン１２０を制御している場合はＳ１２を実行する。エンジン制御手段２８８が触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄを出力するようエンジン１２０を制御していない場合は、要求駆動力Ｐｕｓを満たすために触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄより大きい出力をエンジン１２０より出力する必要があるため、エンジン制御手段２８８はエンジン出力算出手段３２８よりＳ９にて受信したエンジン１２０の指令出力Ｐｅをエンジン１２０に出力するようエンジン１２０を制御し、本ルーチンを終了した後、次の制御サイクルを開始する。

Ｓ１２は、触媒暖機制御手段３２４及びエンジン出力算出手段３２８に対応している。Ｓ１２では、触媒暖機制御手段３２４が触媒１２２の暖機を許可している、またはエンジンＥＣＵ２８０がエンジン１２０に触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄを出力するようにエンジン１２０が制御されているので、触媒暖機制御手段３２４は触媒暖機許可信号をエンジン点火時期制御手段２８６、エンジン制御手段２８８、エンジン出力算出手段３２８にそれぞれ送信し、エンジン出力算出手段３２８はエンジン１２０の指令出力Ｐｅを触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとして本ルーチンを終了する。

最後に、図４を参照して、本発明の実施例に係る車両の駆動装置を搭載した車両がモータ走行中に触媒１２２の暖機を行った場合のエンジン１２０の出力の変化を説明する。尚、図４（ａ）は時間に対する要求駆動力Ｐｕｓの変化を表したグラフであり、図４（ｂ）は時間に対するエンジン１２０の出力の変化を表したグラフであり、図４（ｃ）は時間に対する触媒暖機要求手段２８４より触媒暖機制御手段３２４に送信される触媒暖機要求信号の変化を表したグラフであり、図４（ｄ）は時間に対する触媒暖機制御手段３２４よりエンジン制御手段２８８に送信される触媒暖機許可信号の変化を表したグラフである。

まず、車両は要求駆動力Ｐｕｓを蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘで満たすことが出来る間はエンジン１２０を停止させ、電動機１４０Ｂを駆動源として選択しモータ走行する。

時刻ｔ１において、要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘを超えたので、まずエンジン出力算出手段３２８は触媒暖機要求手段２８４にエンジン始動要求信号を送信する。触媒暖機要求手段２８４はエンジン１２０の冷却水温や触媒１２２の温度等を基に触媒１２２を暖機するかを判断し、暖機が必要と判断した場合に触媒暖機制御手段３２４に触媒暖機要求信号を送信する。触媒暖機制御手段３２４は触媒暖機要求信号を受け、要求駆動力Ｐｕｓが蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘと触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとの和以下の場合に車両の駆動装置がモータ走行時の触媒暖機開始条件を満たしているとして触媒１２２の暖機を許可し、エンジン点火時期制御手段２８６、エンジン制御手段２８８、エンジン出力算出手段３２８のそれぞれに触媒暖機許可信号を送信する。触媒暖機許可信号を受けエンジン点火時期制御手段２８６はエンジン１２０の点火時期を遅角させ、エンジン出力算出手段３２８はエンジン１２０の指令出力Ｐｅを触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄとしてエンジン制御手段２８８に送信し、エンジン制御手段２８８はエンジン１２０を触媒暖機用作動させる。要求駆動力Ｐｕｓを触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和で満たすことが出来る間、触媒暖機制御手段３２４は触媒暖機許可信号をエンジン点火時期制御手段２８６、エンジン制御手段２８８、エンジン出力算出手段３２８のそれぞれに送信しエンジン１２０の触媒暖機用作動が行われる。

時刻ｔ２において、要求駆動力Ｐｕｓが触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和を超えると、触媒制御手段３２４は触媒暖機許可信号の送信を停止する。そして、触媒暖機許可信号の停止を受け、エンジン点火時期制御手段２８６はエンジン１２０の点火時期の遅角を解除し、エンジン制御手段２８８はエンジン１２０を触媒暖機用作動から走行用作動へ切り換える。そして、エンジン出力算出手段３２８は要求駆動力Ｐｕｓから蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘ減じることで走行用作動中のエンジン１２０の指令出力Ｐｅを算出し、エンジン制御手段２８８はこれを出力するようエンジン１２０を制御する。

時刻ｔ３において、要求駆動力Ｐｕｓを触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和以内で満たすことが出来るようになったため、触媒暖機制御手段３２４は再び触媒暖機許可信号をエンジン点火時期制御手段２８６、エンジン制御手段２８８、エンジン出力算出手段３２８のそれぞれに送信し、エンジン１２０が触媒暖機用作動に戻される。

時刻ｔ４において、例えば触媒１２２の温度が予め設定された暖機温度に到達すると触媒暖機要求手段２８４は触媒１２０の暖機が完了したと判断し、触媒暖機制御手段３２４に対する触媒暖機要求信号の送信が停止される。触媒暖機制御手段３２４は触媒暖機要求信号の停止を受け、エンジン点火時期制御手段２８６、エンジン制御手段２８８、エンジン出力算出手段３２８への触媒暖機許可信号の送信を停止する。触媒暖機許可信号の停止を受けエンジン点火時期制御手段２８６はエンジン１２０の点火時期の遅角を解除し、エンジン制御手段２８８はエンジン１２０の触媒暖機用作動を停止させる。触媒暖機完了後は、要求駆動力Ｐｕｓを蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘで満たすことが出来ないとエンジン出力算出手段３２８が判断した場合にエンジン１２０の出力を算出してエンジン制御手段２８８に送信し、エンジン制御手段２８８は受信した信号を基にエンジン１２０を制御することで、車両はモータ走行からエンジン走行及びハイブリッド走行へ切り換えられる。

以上のように、本発明の実施形態に係る車両の駆動装置によれば、エンジン１２０が触媒暖機用作動を行うための予め設定されたことにより出力されるエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和により要求駆動力Ｐｕｓを満たすことが出来る場合にエンジン１２０に触媒暖機用作動をさせるので、触媒暖機用作動中のエンジン１２０の出力を最低限に抑えられ、エンジン１２０の触媒暖機用作動中のエミッションを向上させることが出来る。さらに、触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄと蓄電器２２０の最大許容出力Ｗｏｕｔｍａｘとの和より大きなエンジン１２０の出力が要求された場合にエンジン１２０を触媒暖機用作動から走行用作動に切り換え、走行用作動中のエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和で要求された駆動力を満たすので、触媒１２２の暖機が中断された場合でもエンジン１２０の出力を最低限に抑えることが出来る。

また、本発明の実施形態に係る車両の駆動装置によれば、エンジン１２０の触媒暖機用作動中はエンジン１２０の点火時期を触媒暖機後の走行用作動中のエンジン１２０の点火時期よりも遅角しているので、触媒１２２を素早く暖機させることが可能となる。

また、本発明の実施形態に係る車両の駆動装置によれば、エンジン１２０の触媒暖機用作動中はエンジン１２０を用いて発電機１４０Ａを回転駆動し蓄電器２２０の充電を行わず、触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄを駆動力として出力するので、触媒１２２の暖機が中断されることを最低限に抑えることが出来る。

また、本発明の実施形態に係る車両の駆動装置によれば、触媒１２２の温度が判定値未満の時に触媒１２２の暖機を行うので、触媒１２２の暖機が必要な場合にエンジン１２０を触媒暖機用作動させることが出来る。

また、本発明の実施形態に係る車両の駆動装置によれば、要求駆動力Ｐｕｓのうち電動機１４０Ｂの出力で賄う割合を多くすることが出来る一方で、触媒暖機用作動中のための予め設定されたエンジン１２０の出力Ｐｓｄで賄う割合を少なくすることが出来るので、燃料の消費量を少なくすることが出来る。

１２０：エンジン
１２２：触媒
１４０Ａ：発電機
１４０Ｂ：電動機
２２０：触媒

Claims

駆動力源として機能するエンジン及び電動機と、該エンジンの排気ガスを浄化するための触媒とを備え、車両の走行中に触媒暖機開始条件が成立した場合には触媒暖機用作動を行うように該エンジンを制御する形式の車両の駆動装置であって、
前記触媒暖機のための予め設定された作動するエンジンの出力と蓄電器の最大許容出力との和以下の駆動力が要求された場合は、前記触媒暖機のために作動するエンジンの出力と前記蓄電器の出力との和で要求された駆動力を満たし、前記触媒暖機のための予め設定された作動するエンジンの出力と前記蓄電器の最大許容出力との和よりも大きい駆動力が要求された場合は、前記触媒暖機用作動を中断させて走行用作動に切り換え、該走行用作動のエンジンの出力と前記蓄電器の最大許容出力との和によって前記要求された駆動力を満たすようにしたことを特徴とする車両の駆動装置。
請求項１記載の車両の駆動装置であって、
前記触媒暖機用作動のエンジンは、該エンジンの点火時期が前記走行用作動のエンジンの点火時期よりも遅角されることを特徴とする。
請求項１または２に記載の車両の駆動装置であって、
前記エンジンによって回転駆動される発電機と、該発電機で発電された電力を蓄える前記蓄電器とを備え、
前記エンジンの前記触媒暖機用作動中は前記発電機により発電された電力を前記蓄電器に充電させる制御を中止することを特徴とする。
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の車両の駆動装置であって、
前記触媒暖機開始条件は、前記エンジンの始動時、前記エンジンの水温が所定の水温判定値未満、前記触媒の温度が所定の触媒温度判定値未満のうち、少なくとも該触媒の温度が所定の触媒温度判定値未満を含むことを特徴とする。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の車両の駆動装置であって、
前記エンジンが前記触媒暖機用作動中である場合には、前記電動機の最大許容出力よりも十分に小さい予め設定された一定の触媒暖機中出力値が出力されるように該エンジンを制御することを特徴とする。