JPH10288028A

JPH10288028A - ハイブリッド車輌の運転制御装置

Info

Publication number: JPH10288028A
Application number: JP11033497A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Fujiwara; 孝彦藤原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド車輌のエミッションの排出を抑
えた効率的な運転を可能とする。【解決手段】駆動源として内燃機関と電動機を有する
ハイブリッド車輌において、内燃機関の排気系に設けら
れた排気浄化装置と、排気浄化装置の触媒をバッテリか
らの通電により加熱するＥＨＣと、これらの運転を制御
するＣＰＵを内蔵した制御ユニットを設ける。電動機の
みで走行中、バッテリのＳＯＣが低下し内燃機関の始動
が必要となった場合、内燃機関の始動に先立ちＥＨＣへ
の通電による触媒加熱を行ないエミッションの排出を抑
える。バッテリのＳＯＣが触媒を十分加熱できない状態
にある場合には、内燃機関の排気も加熱に利用する。こ
のとき、ＳＯＣの状態に応じて触媒を効率的に加熱でき
るように内燃機関の運転状態とＥＨＣへの通電量を統合
的に制御することで、バッテリの消耗を抑えつつ、排出
されるエミッションを低く抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と、電動
機とを備えたハイブリッド車輌の運転制御装置に関し、
詳しくは前記ハイブリッド車輌の内燃機関その他の運転
を制御する運転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機と内燃機関を備え、内燃機関が停
止していても電動機により走行することができるハイブ
リッド車輌は、内燃機関を効率のよい運転状態で運転で
きるため、省資源性および排気浄化性に優れている。こ
うしたハイブリッド車輌においても、内燃機関の排気系
には、内燃機関を運転したときに排出される排気を触媒
により浄化する浄化装置が備えられている。この浄化装
置は、内燃機関の排気に含まれるＨＣ，ＣＯおよびＮＯ
ｘ等の有害成分いわゆるエミッションを三元触媒により
酸化還元処理する装置であるが、触媒が活性温度（摂氏
数百度前後）に達していないと排気を十分に浄化するこ
とができない。従って、エミッションを十分に浄化する
ためには、内燃機関を始動する以前に触媒を上記活性温
度まで加熱させる必要がある。

【０００３】そこで従来から、電気ヒータにより触媒を
加熱する手段が提案されている（例えば、特開平４−３
３１４０２）。また、ヒータによる加熱の効果を十分得
るための手段として、触媒が十分加熱された後に初めて
内燃機関を作動させる構成（実開平５−２１１１９）
や、バッテリの残容量が所定の容量まで減少したとき内
燃機関の始動に先立って触媒の加熱を開始させる構成
（特開平７−７１２３６）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした構成
を採用しても電気ヒータに通電するためのバッテリの残
容量が不十分な場合には、触媒の暖機が完了する前に内
燃機関を始動せざるを得ない場合が考えられ、エミッシ
ョンの排出を十分に抑えることができないおそれがあっ
た。エミッションの抑制を優先すれば、触媒の加熱に必
要となる電力および加熱中の走行に必要となる電力をバ
ッテリに確保した状態で触媒の加熱を開始しなければな
らない。その場合には、相当量の電力余裕がバッテリに
残存した状態でも触媒の加熱開始および内燃機関の始動
を行なう必要が生じることになる。この構成では、最も
厳しい走行状態、例えば登坂走行時や急加速時を想定し
て上記電力余裕を見込んでおく必要があるからである。
また、この構成では、内燃機関を頻繁に始動させる必要
が生じるため、非効率的であるばかりでなく、エミッシ
ョンの排出も十分に抑えることができない。一方、バッ
テリについて見れば、触媒の温度に関わらず電気ヒータ
に一定量の通電をしていたため、バッテリの電力消費が
大きくなってしまう。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためになさ
れ、ハイブリッド車輌についてエミッションの排出を十
分抑えつつ効率的な運転を可能とする運転制御装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の第１の運転制御装置は、内燃機関と、電動機と、
該電動機の駆動用電力を蓄え車輌の走行に伴って充放電
される二次電池と、前記内燃機関の排気系に設けられ所
定の温度以上で排気浄化を行なう排気浄化装置と、を備
えたハイブリッド車輌において、その運転を制御する運
転制御装置であって、前記二次電池の残容量を検出する
残容量検出手段と、前記二次電池からの通電をうけて前
記排気浄化装置を加熱する加熱手段と、前記内燃機関の
始動要求があったとき、検出された前記二次電池の残容
量に応じて、前記内燃機関を前記排気浄化装置の温度上
昇に関与する所定の条件で運転する内燃機関運転制御手
段と、前記二次電池の残容量および前記内燃機関の運転
条件に応じて、前記二次電池から前記加熱手段への通電
量を制御する加熱制御手段と、を備えたことを要旨とす
る。

【０００７】ハイブリッド車輌には、内燃機関が車輌の
駆動源となりうる型（いわゆるパラレルハイブリッド車
輌）と、内燃機関は直接車輌の駆動源とはなりえず主と
して発電機を運転するために搭載される型（いわゆるシ
リーズハイブリッド車輌）とがある。ハイブリッド車輌
は、電動機に電力を供給している二次電池の残容量が減
少した場合や、加速時や登坂時など急激な電力が消費さ
れる可能性がある場合等には、やがて走行を維持するこ
とが困難になると予測されるため内燃機関を始動する。
パラレルハイブリッド車輌では、加速時や登坂時などに
内燃機関の動力を車輌の駆動力として用いるために、内
燃機関を始動する場合もある。内燃機関の始動に際して
は、エミッションの排出を抑えるため、それに先立って
排気浄化装置の加熱を行なう必要が生じる。

【０００８】ここで、二次電池の残容量が排気浄化装置
の加熱を十分に行なうことができない程低い場合には、
触媒が活性温度に達する前に内燃機関を始動する必要が
生じる。本発明では、検出された前記二次電池の残容量
に応じて、前記内燃機関を前記排気浄化装置の温度上昇
に関与する所定の条件で運転する内燃機関運転制御手段
を備えているため、触媒の温度を所望の状態にし得る運
転状態で内燃機関を運転することができる。しかも、前
記二次電池の残容量および前記内燃機関の運転条件に応
じて、前記二次電池から前記加熱手段への通電量を制御
する加熱制御手段を備えているため、触媒を効率的に加
熱しつつ二次電池の消耗も低く抑えることができる。つ
まり、触媒温度を効率的に所望の状態にし得るように、
前記内燃機関の運転状態と前記加熱手段への通電量を統
合して制御することができる。従って、本発明によれ
ば、触媒が活性温度に達する前に内燃機関を始動せざる
を得ない場合のエミッションの排出を、二次電池の消耗
を低く抑えつつ、低減することができる。

【０００９】本発明の第２の運転制御装置は、上述の第
１の運転制御装置にさらに、前記排気浄化装置の温度を
検出する温度検出手段と、前記車輌の運転状態を検出す
る運転状態検出手段とを備え、前記内燃機関運転制御手
段は、前記内燃機関の始動要求があったとき、検出され
た前記二次電池の残容量、排気浄化装置の温度および車
輌の運転状態に応じて、前記内燃機関を前記排気浄化装
置の温度上昇に関与する所定の条件で運転する手段であ
ることを要旨とする。

【００１０】第２の運転制御装置は、上記構成により、
触媒が活性温度に達する前に内燃機関を始動せざるを得
ない場合に、検出された前記二次電池の残容量、排気浄
化装置の温度および車輌の運転状態を総合的に考慮し
て、触媒温度を所望の条件にするのにより適した運転状
態で内燃機関を運転することができる。また、触媒を効
率的に加熱しつつ二次電池の消耗をより抑えるように加
熱手段への通電を行なうことができる。従って、本発明
によれば、触媒が活性温度に達する前に内燃機関を始動
せざるを得ない場合のエミッションの排出をさらに低減
させることができる。

【００１１】本発明の第３の運転制御装置は、上述の第
１または第２の運転制御装置であって、前記内燃機関運
転制御手段は、前記所定の条件として、前記内燃機関の
始動に先立って前記二次電池による前記排気浄化装置の
加熱が充分に行なえない場合には、前記検出された二次
電池の残容量に基づいて、前記排気浄化装置の温度を上
昇しやすい運転状態または該二次電池を充電しやすい運
転状態のいずれかを選択し、該いずれかの運転状態で内
燃機関を運転する手段であることを要旨とする。

【００１２】排気浄化装置の温度を上昇しやすい運転モ
ードでは、排気浄化装置が早期に活性温度に達するた
め、エミッションの排出を抑えることができる。また、
二次電池を充電しやすい運転モードでは、二次電池の残
容量が少ない場合に効率的に充電することを可能とする
ことにより、走行に支障が生じるのを回避しつつ、エミ
ッションの排出を抑えることができる。第３の運転制御
装置は、二次電池の残容量に基づいて内燃機関の運転モ
ードを適切に選択するとともに、選択された運転モード
に応じて触媒を効率的に加熱しつつ二次電池の消耗をよ
り抑えるように加熱手段への通電を行なうことによりエ
ミッションの排出をさらに効率的に抑えることができ
る。

【００１３】

【発明の他の態様】本発明の他の態様として、上述の本
発明の運転制御装置において、前記二次電池により前記
排気浄化装置を加熱する加熱手段に替えて、車輌各部で
発生する熱を冷媒を介して輸送することにより排気浄化
装置を加熱する加熱手段を備え、前記二次電池の残容量
に応じて、前記二次電池から前記加熱手段への通電量を
制御する加熱制御手段に替えて、前記二次電池の残容量
に応じて、前記冷媒の輸送量を制御する加熱制御手段を
備える運転制御装置が考えられる。この態様によれば、
触媒を加熱する手段とその制御手段を有しているため、
上述の第１の運転制御装置と同様、触媒が活性温度に達
する前に内燃機関を始動せざるを得ない場合のエミッシ
ョンの排出を低減させることができる。また、車輌各部
で発生する、いわゆる廃熱を利用して触媒を加熱するた
め、上記の運転制御装置よりさらに二次電池の消耗を抑
えることができる。なお、この廃熱には、電動機で発生
される熱等が挙げられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例である運
転制御装置を組み込んだハイブリッド車輌の概略構成を
示している。このハイブリッド車輌の構成は大きくは、
駆動力を発生する動力系統と、その制御系統と、駆動源
からの駆動力を駆動輪１１６、１１８に伝達する動力伝
達系統と、運転操作部等からなっている。また、上記、
動力系統はエンジン１５０を含む系統とモータＭＧ１，
ＭＧ２を含む系統とからなっており、制御系統は、エン
ジン１５０の運転を主に制御するための電子制御ユニッ
ト（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０と、モータＭＧ
１，ＭＧ２の運転を主に制御する制御ユニット１９０
と、ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット１９０に必
要な信号を検出し入出力する種々のセンサ部とからなっ
ている。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０および制御ユニット
１９０の内部構成は図示していないが、これらはそれぞ
れ内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ
・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録
されたプログラムに従い、以下に示す種々の制御処理を
行なうよう構成されている。本実施例では、上記制御系
統が運転制御装置に該当する。

【００１５】エンジン１５０は、吸入口２００から吸入
した空気と燃料噴射弁１５１から噴射されたガソリンと
の混合気を燃焼室１５２に吸入し、この混合気の爆発に
より押し下げられるピストン１５４の運動をクランクシ
ャフト１５６の回転運動に変換する。この爆発は、イグ
ナイタ１５８からディストリビュータ１６０を介して導
かれた高電圧によって点火プラグ１６２が形成した電気
火花によって混合気が点火され燃焼することで生じる。
燃焼により生じた排気は、排気口２０２を通り、触媒コ
ンバータ２０４、サブ・マフラ２０８およびメイン・マ
フラ２１０からなる排気系を通って大気中に排出され
る。触媒コンバータ２０４は、内燃機関の排気に含まれ
るＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ等の有害成分いわゆるエミッ
ションを三元触媒により酸化還元処理する装置である。
触媒コンバータ２０４は、触媒が活性温度（本実施例で
は摂氏４００度前後）に達していないと排気を十分に浄
化することができないため、バッテリからの通電により
触媒を加熱するための電気触媒加熱ヒータ（以下、ＥＨ
Ｃという）２０６が備えられている。

【００１６】エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１
７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０が行な
うエンジン１５０の制御としては、エンジン１５０の回
転数に応じた点火プラグ１６２の点火時期制御や、吸入
空気量に応じた燃料噴射量制御等がある。エンジン１５
０の制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０には
エンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続さ
れている。例えばクランクシャフト１５６の回転数と回
転角度を検出するためにディストリビュータ１６０に設
けられた回転数センサ１７６及び回転角度センサ１７８
などである。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０には、この他、
例えばイグニッションキーの状態ＳＴを検出するスター
タスイッチ１７９なども接続されているが、その他のセ
ンサ，スイッチなどの図示は省略した。

【００１７】エンジン１５０についてのＥＦＩＥＣＵ１
７０による制御には、運転効率の制御も含まれている。
図２に示す通り、エンジン１５０は、曲線Ｂで示される
限界値以下の種々のトルクＴｅおよび回転数Ｎｅで運転
が可能である。エンジン１５０の運転効率が同一の運転
ポイントを示す等効率線（曲線α１ないしα６）によっ
て表されている通り、エンジン１５０は運転トルクＴｅ
および回転数Ｎｅによって効率が変化する。また、トル
クＴｅと回転数Ｎｅとの積であるエネルギ一定の曲線、
（例えば曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３）で表される
通り、エンジン１５０は運転トルクＴｅおよび回転数Ｎ
ｅによって出力するエネルギも変化する。エネルギ一定
の曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３に沿って各運転ポイ
ントの効率を表した図３から分かるとおり、出力するエ
ネルギが同じでも、どの運転ポイントで運転するかによ
ってエンジン１５０の効率は大きく異なる。例えばエネ
ルギ一定の曲線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン１５０を運
転ポイントＡ１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ１）で運転
することにより、その効率を最も高くすることができ
る。このような効率が最も高い運転ポイントは、各エネ
ルギ一定の曲線上に存在する（出力エネルギ一定の曲線
Ｃ２−Ｃ２およびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイント
Ａ２およびＡ３が相当する）。ＥＦＩＥＣＵ１７０は出
力エネルギに対してエンジン１５０の運転効率ができる
だけ高くなるように制御する。つまり、図２でいえば、
各エネルギＰｒに対してエンジン１５０の効率ができる
限り高くなる運転ポイントを連続する線で結んだ曲線Ａ
上の各運転ポイント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）でエン
ジン１５０が運転されるようにＥＦＩＥＣＵ１７０はエ
ンジン１５０を制御する。

【００１８】図１に戻りハイブリッド車輌の構成につい
て、引き続き説明する。モータＭＧ１は、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１３２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１３３とを備える。ステータ１３３は、
無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケ
ース１１９に固定されている。このモータＭＧ１は、ロ
ータ１３２に備えられた永久磁石による磁界とステータ
１３３に備えられた三相コイルによって形成される磁界
との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機
として動作し、場合によってはこれらの相互作用により
ステータ１３３に備えられた三相コイルの両端に起電力
を生じさせる発電機としても動作する。

【００１９】モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同
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１４２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１４３とを備える。モータＭ
Ｇ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板の薄板を積層
して形成されており、ケース１１９に固定されている。
このモータＭＧ２もモータＭＧ１と同様に、電動機ある
いは発電機として動作する。

【００２０】これらのモータＭＧ１，ＭＧ２は、スイッ
チングを行なうトランジスタを複数内蔵したトランジス
タインバータ１９３を介してバッテリ１９４および制御
ユニット１９０に電気的に接続されている。制御ユニッ
ト１９０には、この他ＥＨＣ２０６や各種のセンサが電
気的に接続されている。制御ユニット１９０に接続され
ているセンサとしては、アクセルペダルポジションセン
サ１６４ａ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５
ａ、シフトポジションセンサ１８４、バッテリ１９４の
残容量検出器１９９、触媒温度センサ２０４ａなどがあ
る。

【００２１】トランジスタインバータ１９３を用いたモ
ータＭＧ１，ＭＧ２の制御方法は周知の技術である。つ
まり、制御ユニット１９０からトランジスタインバータ
１９３へ制御信号を出力して、トランジスタインバータ
１９３に内蔵される各トランジスタをスイッチングし、
モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルに流れる電流をＰＷ
Ｍ制御によって擬似的な正弦波にすると、モータＭＧ１
のステータ１３３に備えられた三相コイルおよびモータ
ＭＧ２のステータ１４３に備えられた三相コイルのそれ
ぞれに回転磁界が形成される。上述したモータＭＧ１，
ＭＧ２の制御、ＥＨＣ２０６への通電制御を含むハイブ
リッド車輌の運転状態の制御を可能とするために、この
制御ユニット１９０には運転操作部からの種々の信号や
バッテリ１９４の残容量、触媒コンバータ２０４内の触
媒温度等が入力され、また、エンジン１５０を制御する
ＥＦＩＥＣＵ１７０との間で種々の情報を通信によりや
りとりしている。具体的に運転操作部からの種々の信号
としては、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａか
らのアクセルペダルポジション（アクセルペダルの踏込
量）ＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａか
らのブレーキペダルポジション（ブレーキペダルの踏込
量）ＢＰ、シフトポジションセンサ１８４からのシフト
ポジションＳＰがある。また、バッテリ１９４の残容量
は残容量検出器１９９で検出され、触媒温度は触媒温度
センサ２０４ａで検出される。なお、残容量検出器１９
９は、バッテリ１９４の電解液の比重またはバッテリ１
９４の全体の重量を測定して残容量を検出するものや、
充電・放電の電流値と時間を演算して残容量を検出する
ものや、バッテリの端子間を瞬間的にショートさせて電
流を流し内部抵抗を測ることにより残容量を検出するも
のなどが知られている。

【００２２】駆動源からの駆動力を駆動輪１１６、１１
８に伝達する動力伝達系統は、エンジン１５０の動力を
伝達するためのクランクシャフト１５６およびプラネタ
リキャリア軸１２７と、モータＭＧ１，モータＭＧ２の
回転を伝達する回転軸１２５、１２６とが、後述するプ
ラネタリギヤ１２０を介して動力伝達ギヤ１１１に機械
的に結合され、この動力伝達ギヤ１１１はディファレン
シャルギヤ１１４を介して最終的に左右の駆動輪１１
６、１１８に結合される構成となっている。

【００２３】プラネタリギヤ１２０の構成と併せてクラ
ンクシャフト１５６、プラネタリキャリア軸１２７、モ
ータＭＧ１の回転軸１２５、ＭＧ２の回転軸１２６の結
合について説明する。プラネタリギヤ１２０は、サンギ
ヤ１２１、リングギヤ１２２なる同軸の２つのギヤと、
サンギヤ１２１とリングギヤ１２２との間に配置されサ
ンギヤ１２１の外周を自転しながら公転する複数のプラ
ネタリピニオンギヤ１２３の３つから構成される。サン
ギヤ１２１はプラネタリキャリア軸１２７に軸中心を貫
通された中空のサンギヤ軸１２５を介してモータＭＧ１
のロータ１３２に結合され、リングギヤ１２２はリング
ギヤ軸１２６を介してモータＭＧ２のロータ１４２に結
合されている。また、プラネタリピニオンギヤ１２３
は、その回転軸を軸支するプラネタリキャリア１２４を
介してプラネタリキャリア軸１２７に結合され、プラネ
タリキャリア軸１２７はクランクシャフト１５６に結合
されている。機構学上周知のことであるが、プラネタリ
ギヤ１２０は上述のサンギヤ軸１２５、リングギヤ軸１
２６およびクランクシャフト１５６の３軸のうちいずれ
か２軸へ入出力される動力が決定されると、残余の１軸
に入出力される動力が決定されるという性質を有してい
る。

【００２４】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８がモータＭＧ１側に結合されてい
る。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９
により動力伝達ギヤ１１１に接続されており、動力取出
ギヤ１２８と動力伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達が
なされる。上述の構成およびプラネタリギヤ１２０の性
質に基づいて、ハイブリッド車輌はモータＭＧ２のみを
駆動源として走行することもできるし、エンジン１５０
とモータＭＧ２の双方を駆動源として走行することもで
きる。エンジン１５０とモータＭＧ２の双方を駆動源と
して走行する場合には、必要なトルクおよびモータＭＧ
２で発生し得るトルクに応じて、エンジン１５０を効率
のよい運転ポイントで運転できるため、エンジン１５０
のみを駆動源とする車輌に比べて省資源性および排気浄
化性に優れている。このような機能に基づいて、ハイブ
リッド車輌は普段モータＭＧ２のみで走行しており、バ
ッテリ１９４の残容量が少なくなっていずれ走行に支障
が生じることが予想されるようになった場合や、加速時
や登坂時などさらに動力が必要となった場合等に、エン
ジン１５０を始動するという形で駆動源の使い分けをし
ている。一方、クランクシャフト１５６の回転を、プラ
ネタリキャリア軸１２７およびサンギヤ軸１２５を介し
てモータＭＧ１に伝達することができるため、エンジン
１５０の運転によりモータＭＧ１で発電しつつ走行する
ことも可能である。

【００２５】次に本実施例のエンジン１５０およびＥＨ
Ｃ２０６の制御について説明する。図４は、エンジン１
５０の始動処理の流れを示したフローチャートである。
処理が開始されると（ステップＳ３００）、制御ユニッ
ト１９０はバッテリ残容量ＳＯＣを検出する（ステップ
Ｓ３０５）。残容量ＳＯＣは、先に述べた残容量検出器
１９９により検出されるものである。煩雑さを避けるた
めフローチャートには示していないが、制御ユニット１
９０はアクセルペダルの踏み込み量ＡＰ等の運転操作や
速度等の車輌の走行状態も予め読み込んでいる。次にス
テップＳ３１０に進み、エンジン１５０の始動が必要で
あるか否かを判断する。制御ユニット１９０は、入力し
た種々の信号から車輌の走行状態を考慮した上でバッテ
リ１９４の残容量ＳＯＣが走行を維持するのに十分でな
い場合には、エンジン１５０の始動が必要であると判断
する。その他、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣは十分で
あっても、加速時や登坂時等、走行にさらに動力が必要
とされる場合にはエンジン１５０の始動が必要であると
判断される。ここで、エンジン１５０の始動が必要ない
と判断された場合には、エンジン始動処理を終了する
（ステップＳ３４０）。

【００２６】エンジン１５０の始動開始が必要と判断さ
れた場合には、触媒温度センサ２０４ａで検出された触
媒温度（以下、触媒床温という）が温度Ｔ０より大きい
か否かを判断する（ステップＳ３１５）。温度Ｔ０は、
触媒の活性温度であり、本実施例では摂氏約４００度程
度である。触媒床温が温度Ｔ０以下である場合には、エ
ンジン１５０の始動に先立ち触媒の加熱が必要であるた
め、後で詳述する触媒加熱処理を実施する（ステップＳ
４００）。触媒加熱処理は、所定の時間間隔で触媒床温
が温度Ｔ０に達するまで実施される（ステップＳ３１
５，Ｓ４００）。なお、触媒加熱処理（ステップＳ４０
０）の中でＥＨＣ２０６への通電が行われている場合に
は、フラグＦＥＨＣに値１が代入され、エンジン１５０
が後述する各運転モードで始動されている場合には、フ
ラグＦＥＮＧに値１が代入されている。なお、フローチ
ャートには示していないが、フラグＦＥＨＣおよびフラ
グＦＥＮＧはエンジン始動処理が開始された時点で初期
化（値０が代入）されている。

【００２７】触媒床温が温度Ｔ０以上に達した場合（ス
テップＳ３１５）には、制御ユニット１９０は、フラグ
ＦＥＨＣが値１であるか否かを判断する（ステップＳ３
２０）。フラグＦＥＨＣが値１の場合には触媒加熱処理
（ステップＳ４００）においてＥＨＣ２０６への通電が
開始されたことを示しているので、制御ユニット１９０
はＥＨＣ２０６への通電をオフにする（ステップＳ３２
５）。フラグＦＥＨＣが値０である場合には、この処理
は行なわない。なお、煩雑さを回避するためフローチャ
ートには示していないが、ＥＨＣ２０６への通電のチャ
タリングを防止するため、触媒床温が温度Ｔ０よりもや
や高い温度でＥＨＣ２０６への通電をオフにするよう、
ヒステリシスをもたせてある。

【００２８】制御ユニット１９０は、次のステップでフ
ラグＦＥＮＧが値０であるか否かを判断する（ステップ
Ｓ３３０）。フラグＦＥＮＧが値０である場合には、エ
ンジン１５０の始動を行なって（ステップＳ３３５）、
エンジン始動処理を終了する（ステップＳ３４０）。フ
ラグＦＥＮＧが値１である場合には、触媒加熱処理（Ｓ
４００）において、既にエンジン１５０が始動されてい
るため、改めてエンジン１５０を始動する必要はなく、
エンジン始動処理を終了する（ステップＳ３４０）。

【００２９】次に触媒加熱処理（ステップＳ４００）の
流れを図５により説明する。触媒加熱処理が開始される
と、制御ユニット１９０は触媒温度センサ２０４ａで検
出された触媒温度を読み込み（ステップＳ４０５）、触
媒加熱エネルギＥＨＥＡＴを算出する（ステップＳ４１
０）。触媒加熱エネルギＥＨＥＡＴは、触媒の活性温度
Ｔ０と上記検出された触媒温度との差を基準として算出
されるエネルギであり、活性温度Ｔ０に達するために触
媒に加えられるべきエネルギを意味する。次に、制御ユ
ニット１９０は、走行エネルギＥＤＲＩＶＥを算出する
（ステップＳ４１５）。走行エネルギＥＤＲＩＶＥは、
車輌の走行速度やアクセル踏み込み量など制御ユニット
１９０が別途読み込むデータを用いて算出されるエネル
ギであり、現在の走行状態を維持するために車輌に供給
する必要があるエネルギを意味する。

【００３０】次に、制御ユニット１９０は、バッテリ１
９４の残容量ＳＯＣが触媒加熱エネルギＥＨＥＡＴと走
行エネルギＥＤＲＩＶＥを加えたエネルギ量より大きい
か否かを判断する（ステップＳ４２０）。言い換えれ
ば、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣは上記エネルギを供
給するのに十分であるか否かを判断する。なお、バッテ
リ１９４の残容量ＳＯＣと上記各エネルギは直接比較で
きるものではなく、当然、共通の単位系に置き換えて比
較される。

【００３１】バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが触媒加熱
エネルギＥＨＥＡＴと走行エネルギＥＤＲＩＶＥを加え
たエネルギ量より大きい場合、即ち、バッテリ１９４は
走行を維持しつつ触媒加熱も十分行なうことができる残
容量を有している場合には、制御ユニット１９０は、Ｅ
ＨＣ２０６への通電量を最大値Ｅｍａｘに設定し（ステ
ップＳ４５５）、ＥＨＣ２０６への通電を行なう（ステ
ップＳ４６０）。また、フラグＦＥＨＣに値１を代入し
て、触媒加熱処理を終了する（ステップＳ４７０）。後
で詳説するが、この状態は、図７における領域Ａの状
態、即ち、触媒加熱エネルギＥＨＥＡＴと走行エネルギ
ＥＤＲＩＶＥが全てバッテリ１９４により供給されてい
る状態に相当する。

【００３２】バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが触媒加熱
エネルギＥＨＥＡＴと走行エネルギＥＤＲＩＶＥを加え
たエネルギ量以下である場合には、制御ユニット１９０
は、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが走行エネルギＥＤ
ＲＩＶＥより大きいか否か判断する（ステップＳ４２
５）。バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが走行エネルギＥ
ＤＲＩＶＥより大きい場合、即ち、バッテリ１９４はＥ
ＨＣ２０６への通電により触媒加熱を行なえる程の残容
量は有していないが現在の走行を維持することは可能で
ある場合には、制御ユニット１９０は後述する第１の運
転モードである急速暖機運転（ステップＳ４３０）を行
なう信号をＥＦＩＥＣＵ１７０に出力する。後で詳説す
るが、この状態は、図７における領域Ｂの状態、即ち、
触媒加熱エネルギＥＨＥＡＴの一部と走行エネルギＥＤ
ＲＩＶＥの全てがバッテリ１９４により供給されている
状態に相当する。もっとも、この場合、エンジン１５０
の動力が車輌の走行に供されているため、正確には、走
行エネルギＥＤＩＲＶＥから、エンジン１５０の動力に
より提供されるエネルギを引いた残りがバッテリ１９４
により供給されていることになる。

【００３３】一方、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが走
行エネルギＥＤＲＩＶＥ以下である場合、即ち、バッテ
リ１９４は現在の走行を維持することもできない程度の
残容量しか有していない場合には、制御ユニット１９０
は後述する第２の運転モードである発電優先運転（ステ
ップＳ４３５）を行なう信号をＥＦＩＥＣＵ１７０に出
力する。後で詳説するが、この状態は、図７における領
域Ｃの状態、即ち、触媒加熱エネルギＥＨＥＡＴと走行
エネルギＥＤＲＩＶＥのいずれもバッテリ１９４のみで
は供給できない状態に相当する。この場合、走行エネル
ギの不足分は、エンジン１５０の動力を駆動輪１１６，
１１８に伝達することで提供される。第１または第２の
運転モードでエンジン１５０を運転するよう指示した
後、制御ユニット１９０はフラグＦＥＮＧに値１を代入
する（ステップＳ４４０）。

【００３４】続いて、制御ユニット１９０は再度、触媒
温度を読み込み、触媒加熱エネルギを算出する（ステッ
プＳ４４５）。フローチャートでは、ステップＳ４４５
に処理をまとめて示しているが、実際にはステップＳ４
０５およびステップＳ４１０で行われた処理と同一の処
理である。同一の処理を再度行なうのは、ステップＳ４
４５では第１または第２の運転モードでエンジン１５０
が運転しており、その排気によっても触媒が加熱される
ので、この加熱量を反映してＥＨＣ２０６への通電を行
なえば通電量を抑制できバッテリ１９４の消耗を抑制す
ることができるからである。制御ユニット１９０は、次
のステップでＥＨＣ通電量を算出し（ステップＳ４５
０）、ＥＨＣ２０６への通電を行なう（ステップＳ４６
０）。具体的には、排気によって加熱された後の触媒温
度と触媒活性温度Ｔ０の差を基準として触媒加熱量を算
出し、その触媒加熱量を供給し得る通電量をＥＨＣ２０
６に通電する。その後、制御ユニット１９０はフラグＦ
ＥＨＣに値１を代入して、触媒加熱処理を終了する（ス
テップＳ４７０）。

【００３５】次に第１および第２の運転モードについて
説明する。第１の運転モードでは、エンジン１５０は急
速暖機運転を行なっている。本実施例では、点火プラグ
１６２の点火時期を遅角制御した運転を採用している。
点火プラグ１６２の点火時期はＥＦＩＥＣＵ１７０から
イグナイタ１８０に出力されるイグナイタ制御信号によ
り制御されており、通常は、エンジン１５０のピストン
１５４が上死点に達したときに混合気に点火された火炎
が燃焼室の約半分まで至るように制御されている。つま
り、点火プラグ１６２への点火から混合気の燃焼までの
時間遅れも考慮すると、ピストン１５４が上死点に達す
る前（進角側）に点火プラグ１６２が点火されるように
制御されている。また、点火時期はエンジン１５０の回
転数に応じても変化する。点火時期遅角制御では、この
点火時期を通常よりも遅らせた制御がなされる。これに
より、燃焼のタイミングが後ろにずれるため、排気の温
度が通常よりも高くなり、排気により触媒が加熱されや
すくなる。なお、点火時期遅角制御では、エンジン１５
０の出力が通常よりも低下することになるため、遅角量
はエンジン１５０にかけられる負荷も考慮した適切な量
に制御している。

【００３６】本実施例では、点火時期の制御による急速
暖機運転としているが、その他の方法による急速暖機運
転としてもよい。例えば、エンジン１５０の排気バルブ
と吸気バルブが共に開いている時間、即ちバルブオーバ
ラップ量を小さくすることによりエンジン１５０の圧縮
率を高める方法等が考えられる。

【００３７】一方、第２の運転モードでは、エンジン１
５０は、発電優先運転を行なっている。本実施例のハイ
ブリッド車輌では、エンジン１５０の回転を発電機ＭＧ
１に伝達することにより、発電することができることは
既に述べたが、この運転モードでは、発電機ＭＧ１にお
いて発電が効率よく行われるようエンジン１５０の回転
数およびトルクが制御される。ここで、第２の運転モー
ドで運転される場合には、バッテリ１９４の残容量ＳＯ
Ｃは現在の走行を維持することが困難な状態にあるた
め、エンジン１５０の動力は、発電のみならず走行の維
持にも使われることになる。図２および図３を用いて示
した通り、エンジン１５０が効率よく運転できる回転数
およびトルクは、エンジン１５０にかけられる負荷によ
り変化するため、第２の運転モードでは発電の負荷と走
行に必要となるエンジン１５０の動力の双方からエンジ
ン１５０にかけられる負荷を算出し、その負荷に対して
最も効率のよい回転数およびトルクでエンジン１５０を
運転することになる。

【００３８】以上の各運転モードについて、図６により
触媒加熱および走行に供給されるエネルギの内訳という
観点から説明する。図６（ａ）は触媒床温の時間的変化
を示したグラフであり、図６（ｂ）から図６（ｄ）は触
媒加熱および走行に供給されるエネルギ供給量の時間的
変化を示したグラフである。図６（ｂ）がバッテリの容
量が十分に残存している場合に対応し、図６（ｃ）が第
１の運転モードに対応し、図６（ｄ）が第２の運転モー
ドに対応している。これら４つの図は、それぞれ時間軸
を合わせて描かれている。従って、触媒床温が温度Ｔ０
に達する時間をｔ１とすると、図６（ｂ）から図６
（ｄ）のグラフでもｔ１の時点で触媒加熱に必要なエネ
ルギが０となっている。なお、各図において走行に必要
なエネルギ量は直線Ｅｄで表され、これに触媒加熱に必
要なエネルギを加えたエネルギ量は線Ｅｈで表されてい
る。また、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが破線ｂ０、
ｂ１、ｂ２で表されている。また、各図では簡単のため
走行状態は一定、即ち、走行に必要なエネルギ量が一定
と仮定し、触媒加熱に必要なエネルギも直線的に変化す
るものとして図示した。

【００３９】図６（ｂ）に基づいて、バッテリ１９４の
残容量ＳＯＣが十分ある場合のエネルギの供給について
説明する。これは、図５を用いて説明したステップＳ４
５５の場合に該当する。この状態では、図６（ｂ）に示
すとおり、各時点でバッテリ１９４の残容量ＳＯＣ（破
線ｂ０）は走行エネルギおよび触媒加熱に必要なエネル
ギの双方（直線Ｅｈ）をまかなうのに十分残存してい
る。従って、触媒加熱に必要となるエネルギ（図６
（ｂ）中（イ）の領域）を含め、全てのエネルギはバッ
テリ１９４により供給されている。バッテリ１９４の残
容量ＳＯＣは、図６（ｂ）において破線ｂ０が右下がり
に描かれている通り、走行エネルギおよび触媒加熱に必
要なエネルギの供給により時間とともに減少する。

【００４０】図６（ｃ）に基づいて、第１の運転モード
による場合、即ち、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが触
媒加熱を行なうことができる程は残存していないが、走
行を維持することができる程度には残存している場合の
エネルギの供給について説明する。これは、図５を用い
て説明したステップＳ４３０の場合に該当する。この状
態では、図６（ｃ）に示すとおり、バッテリ１９４の残
容量（破線ｂ１）が走行エネルギ（線Ｅｄ）よりは大き
く、これに触媒加熱エネルギを加えたエネルギ（線Ｅ
ｈ）よりは小さい状態にある。この状態にある時点で
は、バッテリ１９４は触媒加熱に必要なエネルギの一部
（図６（ｃ）中の領域（ニ））しか供給することができ
ない。不足しているエネルギ（図６（ｃ）中の領域
（ハ）（ロ））は、第１の運転モードで運転されている
エンジン１５０により供給されることになる。この不足
分のエネルギは、エンジン１５０の排気による供給（図
６（ｃ）領域（ロ））とエンジン１５０の運転により発
電機ＭＧ１で発電されＥＨＣ２０６に通電されることに
よる供給（図６（ｃ）領域（ハ））の２つの形態で供給
される。もっとも、エンジン１５０の動力は、直接駆動
輪１１６，１１８にも伝達されるため、図６（ｃ）では
省略してあるが、走行エネルギの一部もエンジン１５０
により供給されることになる。

【００４１】エンジン１５０の排気によるエネルギ供給
量を多くするために、第１の運転モードでは既に述べた
通り、点火プラグ１６０の点火時期の遅角制御が行われ
ている。図６（ｃ）における状態では、上記３つの形態
で触媒加熱に必要なエネルギが図６（ｂ）と同じ量だけ
供給されることになるため、床温も時間ｔ１で温度Ｔ０
まで上昇する。なお、図６（ｃ）で破線ｂ１が右下がり
に描かれている通り、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣ
は、走行エネルギおよび触媒加熱に必要なエネルギの供
給により時間とともに減少する。

【００４２】図６（ｄ）に基づいて、第２の運転モード
による場合、即ち、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣが走
行を維持することもできない程しか残存していない場合
のエネルギの供給について説明する。これは、図５を用
いて説明したステップＳ４３５の場合に該当する。この
状態では、図６（ｄ）に示す通り、バッテリ１９４の残
容量ＳＯＣ（破線ｂ２）は走行エネルギ（線Ｅｄ）より
も小さい状態にある。この状態にあるときは、バッテリ
１９４は触媒加熱に必要なエネルギを供給することがで
きず、走行に必要なエネルギの一部を供給することがで
きるのみである。不足しているエネルギ、つまり残りの
走行エネルギ（図６（ｄ）領域（ト））、および触媒加
熱に必要なエネルギ（図６（ｄ）領域（ヘ）、（ホ））
は、第２の運転モードで運転されているエンジン１５０
により供給される。走行エネルギの不足分（図６（ｄ）
領域（ト））は、エンジン１５０の動力が車輌の駆動力
として駆動輪１１６、１１８に伝達されることにより供
給される。触媒加熱に必要なエネルギは、エンジン１５
０の排気による供給（図６（ｄ）領域（ホ））とエンジ
ン１５０の運転により発電機ＭＧ１で発電されＥＨＣ２
０６に通電されることによる供給（図６（ｄ）領域
（ヘ））の２つの形態で供される。

【００４３】第２の運転モードではバッテリ１９４の残
容量ＳＯＣを回復させることが最優先であるため、既に
述べた通り、バッテリ１９４の不足容量に応じた運転状
態で、発電を優先した運転が行われている。図６（ｄ）
における状態では、触媒加熱に必要なエネルギが、上記
の２つの形態で図６（ｂ）の場合と同じ量だけ供給され
るため、床温も時間ｔ１で温度Ｔ０まで上昇する。この
運転状態におけるバッテリ１９４の残容量ＳＯＣの時間
的変化はバッテリ１９４が供給する走行エネルギ量（図
６（ｄ）領域（ト））とエンジン１５０の運転により発
電機ＭＧ１で発電される電力の大小関係により決まる。
例えば、バッテリ１９４が供給する走行エネルギ量の方
が多い場合は、図６（ｄ）で破線ｂ２が右下がりに描か
れている通り、バッテリ１９４の残容量ＳＯＣは、走行
エネルギおよび触媒加熱に必要なエネルギの供給により
時間とともに減少する。

【００４４】なお、第２の運転モードでは排気温度を上
昇させるための点火時期の遅角制御をしている訳ではな
いが、第１の運転モードに比べてエンジン１５０にかけ
られる負荷が大きいため、結果として排気により供給さ
れるエネルギの総量は第１の運転モードによる供給され
るエネルギよりも大きくなる（図６（ｄ）領域（ホ）は
図６（ｃ）領域（ロ）より面積が大きい）。

【００４５】上記では、走行エネルギおよび触媒加熱に
必要なエネルギの供給を時間との関係で説明したが、次
は、図７を用いてバッテリ残容量ＳＯＣとの関係で説明
する。図７（ａ）は触媒暖機に必要なエネルギの供給内
訳をバッテリ残容量ＳＯＣとの関係で図示したものであ
る。また、図７（ｂ）は走行に必要なエネルギの供給内
訳をバッテリ残容量ＳＯＣとの関係で図示したものであ
る。

【００４６】バッテリ残容量ＳＯＣが値Ｖ１以上である
場合には（図７領域Ａ）、図６（ｂ）の状態に相当し、
バッテリ１９４のみで触媒加熱に必要なエネルギおよび
走行に必要なエネルギの双方を供給することができる。
この値Ｖ１は、触媒温度および走行状態によって変化す
る値である。つまり、触媒温度が低く、かつ、登坂状態
等高い走行エネルギが必要とされる場合には、値Ｖ１は
高くなる。一方、触媒温度が比較的活性温度に近く、下
り坂を走行中等走行エネルギも低くてよい場合には、値
Ｖ１は低くなる。

【００４７】次に、バッテリ１９４の残容量が値Ｖ１よ
りも小さく、値Ｖ２よりも大きい場合には（図７領域
Ｂ）、図６（ｃ）の状態に相当し、バッテリ１９４は、
走行エネルギを供給することはできるが、触媒暖機に必
要なエネルギを全て供給することはできない状態とな
る。この値Ｖ２は上述の値Ｖ１と同様、車輌の走行状態
によって変化する値である。従って、バッテリ１９４の
残容量が値Ｖ１よりも小さく値Ｖ２よりも大きくなる場
合としては、単純にバッテリ１９４の電力が消耗された
場合の他、車輌の加速が要求されたときなど走行エネル
ギが急増した場合も考えられる。この状態では、既に述
べた通り、エンジン１５０は第１の運転モードで運転さ
れており、触媒暖機に必要なエネルギの一部を排気によ
り供給している（図７（ａ）領域（イ））。前述の通
り、図７領域Ｂにおいて、エンジン１５０の動力は、駆
動輪１１６，１１８にも伝達されているため、走行エネ
ルギの一部もエンジン１５０により供給されていること
になる。

【００４８】なお、図７（ａ）において、バッテリ１９
４の残容量が値Ｖ１より小さくなった時点で、ＥＨＣ２
０６への通電により供給されるエネルギが階段状に減少
しているのは、エンジン１５０を効率よく運転するよう
制御しているためである。前述の通り、エンジン１５０
は種々のトルクおよび回転数で運転可能ではあるが、そ
の中で効率のよい運転状態は比較的限定されている。車
輌を高効率で運転するために、エンジン１５０にかけら
れる負荷に応じた効率的な運転状態を選択してエンジン
１５０は運転制御されており、その結果エンジン１５０
により供給されるエネルギはバッテリ１９４の残容量に
応じて階段状に変化する。

【００４９】このときＥＨＣ２０６への通電量も統合的
に制御されている。つまり、エンジン１５０について効
率的な運転状態が選択されると、その運転状態における
排気により供給されるエネルギが決定され、ＥＨＣ２０
６により触媒に供給されるエネルギも決定される。その
エネルギ量は、触媒加熱エネルギ（ＥＨＥＡＴ）からエ
ンジン１５０により供給されるエネルギを引いた量であ
る。ＥＨＣ２０６への通電量はこのエネルギが供給でき
る量に決定される。従って、図７でバッテリ充電量が値
Ｖ１付近にあるときは、バッテリ１９４の残容量に余裕
をもちながら、ＥＨＣ２０６への通電量を抑制し、バッ
テリ１９４の消耗を抑えているのである。

【００５０】図７（ａ）では煩雑さを避けるため、領域
Ｂ内ではエネルギの供給内訳は一定としているが、エン
ジン１５０にかけられる負荷に応じて、エンジン１５０
の効率的な運転状態も変化していくため、領域Ｂ内でも
数段階の階段状に変化する可能性もある。また、本実施
例では、エンジン１５０により供給されるエネルギが階
段状に変化するように制御されている場合を示している
が、バッテリ１９４の消耗も考慮しつつ車輌を全体とし
て高効率で運転できるのであれば、エンジン１５０によ
り供給されるエネルギがバッテリ１９４の残容量に応じ
て連続的に変化するように制御するものとしてもよい。

【００５１】さらにバッテリ１９４の残容量が低く、値
Ｖ２以下である場合は（図７領域Ｃ）、図６（ｄ）の状
態に相当し、バッテリ１９４は走行に必要なエネルギを
供給することもできない状態となる。この状態ではエン
ジン１５０は既に述べた通り第２の運転モードで運転さ
れており、エンジン１５０は走行に必要なエネルギの一
部を供給しつつ（図７（ｂ）領域（ハ））、触媒加熱に
必要なエネルギも供給されている。触媒加熱に必要なエ
ネルギはエンジン１５０により運転される発電機ＭＧ１
からＥＨＣ２０６への通電により供給される部分（図７
（ａ）領域（ロ））と、エンジン１５０の排気により供
給される部分（図７（ａ）領域（イ））がある。バッテ
リ１９４の残容量ＳＯＣが値Ｖ２以下の領域内でも、バ
ッテリ１９４の残容量ＳＯＣに応じてＥＨＣ２０６への
通電量およびバッテリから供給される走行エネルギ量は
階段状に変化していく。これは、第１の運転モードの場
合について上述したのと同様、エンジン１５０の効率的
な運転を考慮したものである。バッテリ１９４の残容量
ＳＯＣに応じて、エンジン１５０にかけられる負荷も変
化していくため、残容量ＳＯＣが値Ｖ２以下の領域内で
も、数段階の階段状に変化するようにエンジン１５０の
運転が制御されているのである。領域Ｃにおいても、車
輌を高効率で運転できるのであれば、エンジン１５０に
より供給されるエネルギがバッテリ１９４の残容量に応
じて連続的に変化するように制御するものとしてもよ
い。

【００５２】上述の実施例によれば、バッテリ１９４の
残容量ＳＯＣと触媒温度、車輌の走行状態に応じて、エ
ンジン１５０の運転状態を制御し、触媒を効率的に加熱
することができるため、触媒が活性温度に至るまでの間
に排出される総エミッションを低く抑えることができ
る。また、エンジン１５０の排気等による触媒の加熱を
考慮して、バッテリ１９４からＥＨＣ２０６への通電量
も抑えることができるため、バッテリ１９４の電力消費
も抑えることができる。つまり、触媒加熱の効率を高め
るように、エンジン１５０の運転状態とＥＨＣ２０６へ
の通電量を統合して制御することにより、総エミッショ
ンの排出を効率的に抑制することができる。しかも、バ
ッテリ１９４の残容量ＳＯＣがある一定値以下になった
時点でＥＨＣ２０６への通電を開始しエンジン１５０を
始動する従来の方法と異なり、触媒温度、車輌の走行状
態等を総合的に判断した上でエンジン１５０の始動が真
に必要か否かを判断することができるため、エンジン１
５０の始動頻度を抑制することもでき、ハイブリッド車
輌が走行中に排出する総エミッションをさらに抑えるこ
とができる。

【００５３】本実施例については、他の種々の形態も考
えられる。上述の実施例では、触媒温度を触媒温度セン
サ２０４ａで検出しているが、触媒に供給されるエネル
ギ量と温度変化の関係はほぼ一定であるため、この関係
をデータとして制御ユニット１９０に接続されるＲＯＭ
に記憶しておき、記憶されたデータに基づいてエンジン
１５０の運転時間やＥＨＣ２０６への通電時間から触媒
温度を推定する構成としてもよい。また、走行エネルギ
についても、急な上り坂の登坂時等、現実の運転で想定
される最大の走行エネルギに相当する一定値としてもよ
い。これらの構成により、上述の実施例よりも簡素な構
成でエミッションを抑えた運転を実現することができ
る。

【００５４】また、本実施例を適用するハイブリッド車
輌も種々の構成が可能である。図１ではエンジン１５０
およびモータＭＧ２の駆動力をプラネタリギヤ１２０を
介して駆動輪１１６、１１８に伝達するハイブリッド車
輌の構成を示したが、エンジン１５０、モータＭＧ１，
ＭＧ２についてプラネタリギヤ１２０を介した接続は図
８から図９に示す種々の形態としてもよい。例えば、
図１に示した構成では、リングギヤ軸１２６に出力され
た動力をリングギヤ１２２に結合された動力取出ギヤ１
２８を介してモータＭＧ１とモータＭＧ２との間から取
り出したが、図８に変形例として示した構成のように、
リングギヤ軸１２６を延出して動力を取り出すものとし
てもよい。また、図９に変形例として示した構成のよう
に、エンジン１５０側からプラネタリギヤ１２０，モー
タＭＧ２，モータＭＧ１の順になるよう配置してもよ
い。この場合、サンギヤ軸１２５Ｂは中空でなくてもよ
く、リングギヤ軸１２６Ｂは中空軸とする必要がある。
この構成では、リングギヤ軸１２６Ｂに出力された動力
をエンジン１５０とモータＭＧ２との間から取り出すこ
とができる。さらに、図示しないが、図１のおいてモー
タＭＧ２とモータＭＧ１を入れ替えた構成とすることも
可能である。

【００５５】以上は、プラネタリギヤ１２０を用いた変
形例であるが、図１０に示すように、プラネタリギヤ１
２０を用いない構成をとってもよい。図１０に示す構成
では、図１におけるモータＭＧ１およびプラネタリギヤ
１２０に代えて、ロータ（インナロータ）２３４および
ステータ（アウタロータ）２３２の双方が同じ軸中心に
相対的に回転可能であり電磁継手として作用し得るクラ
ッチモータＭＧ３を用いている。クラッチモータＭＧ３
のアウタロータ２３２はエンジン１５０のクランクシャ
フト１５６に機械的に結合され、クラッチモータＭＧ３
のインナロータ２３４およびモータＭＧ２のロータ１３
２は駆動軸１１２に結合されている。モータＭＧ２のス
テータ１３３はケース１１９に固定されている。

【００５６】この構成では、プラネタリギヤ１２０に代
えて、クラッチモータＭＧ３によりエネルギの分配を行
なう。クラッチモータＭＧ３に入出力される電気的なエ
ネルギにより、インナロータ２３４とアウタロータ２３
２の相対的な回転を制御し、エンジン１５０の動力を駆
動軸１１２に伝達することができる。また、モータＭＧ
２のロータ１３２が駆動軸１１２に取り付けられている
ため、モータＭＧ２を駆動源とすることもできる。さら
に、エンジン１５０の動力によりモータＭＧ３で発電す
ることもできる。つまり、エンジン１５０の動力は直接
車輌の駆動力とすることもでき、モータＭＧ３で発電し
た電力をＥＨＣ２０６に通電して触媒加熱に用いること
もできる。従って、このような構成のハイブリッド車輌
であっても、本発明を適用することができる。

【００５７】さらに、ハイブリッド車輌は図１１に示す
ような、いわゆるシリーズ式の構成であっても構わな
い。シリーズ式のハイブリッド車輌では、エンジン１５
０の動力は駆動輪１１６、１１８に伝達されることはな
く発電機Ｇの運転に使われ、車輌はバッテリ１９４の電
力によりモータＭＧ４を動かすことにより駆動される。
このような構成であっても、バッテリ１９４の残容量Ｓ
ＯＣが低下した場合にエンジン１５０の運転が必要とな
る点ではプラネタリギヤ１２０を用いた上記構成と変わ
りはないため、本発明を有効に適用することができる。

【００５８】上述の実施例では、排出されるエミッショ
ンを抑制することに主眼を置いて、排気浄化装置を効率
的に加熱し得るような条件でエンジン１５０の運転状態
を制御する例を示したが、排気浄化装置の温度上昇に関
与する所定の条件としては、このようなものに限定され
ず、その他の種々の条件が考えられる。例えば、排気浄
化装置の加熱効率は低い運転状態であっても、エンジン
１５０から排出されるエミッションが他の運転状態に比
較して低い運転状態があれば、触媒加熱の初期段階でそ
のような条件下での運転をするものとしてもよい。

【００５９】以上、本発明の実施例およびその変形例に
ついて説明してきたが、本発明はこれらに限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、さらに種々
の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としての運転制御装置を組み込
んだハイブリッド車輌の概略構成図である。

【図２】エンジン１５０の運転ポイントと効率の関係を
例示するグラフである。

【図３】エネルギ一定の曲線に沿ったエンジン１５０の
運転ポイントの効率とエンジン１５０の回転数Ｎｅとの
関係を例示するグラフである。

【図４】内燃機関始動処理の流れを示すフローチャート
である。

【図５】触媒加熱処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】触媒の暖機に必要なエネルギの供給の様子を運
転モードごとに説明する説明図である。

【図７】触媒暖機および走行に必要なエネルギの供給の
様子をバッテリの残容量ＳＯＣを基準として説明する説
明図である。

【図８】本発明を適用し得るハイブリッド車輌の他の構
成を示す概略構成図である。

【図９】本発明を適用し得るハイブリッド車輌の他の構
成を示す概略構成図である。

【図１０】クラッチモータＭＧ３を採用したハイブリッ
ド車輌の構成を示す概略構成図である。

【図１１】シリーズ式ハイブリッド車輌の構成を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１１１…動力伝達ギヤ１１２…駆動軸１１４…ディファレンシャルギヤ１１６，１１８…駆動輪１１９…ケース１２０…プラネタリギヤ１２１…サンギヤ１２２…リングギヤ１２３…プラネタリピニオンギヤ１２４…プラネタリキャリア１２５、１２５Ｂ…サンギヤ軸１２６、１２６Ｂ…リングギヤ軸１２７…プラネタリキャリア軸１２８…動力取出ギヤ１２９…チェーンベルト１３２…ロータ１３３…ステータ１３９…レゾルバ１４２…ロータ１４３…ステータ１４９…レゾルバ１５０…エンジン１５１…燃料噴射弁１５２…燃焼室１５４…ピストン１５６…クランクシャフト１５７…レゾルバ１５８…イグナイタ１６０…ディストリビュータ１６２…点火プラグ１６４…アクセルペダル１６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ１６５…ブレーキペダル１６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ１７０…ＥＦＩＥＣＵ１７６…回転数センサ１７８…回転角度センサ１７９…スタータスイッチ１８２…シフトレバー１８４…シフトポジションセンサ１９０…制御ユニット１９３…トランジスタインバータ１９４…バッテリ１９９…残容量検出器２００…吸入口２０２…排気口２０４…触媒コンバータ２０４ａ…触媒温度センサ２０６…ＥＨＣ２０８…サブ・マフラ２１０…メイン・マフラ２３２…アウタロータ２３４…インナロータ２３８…回転トランスＧ…発電機ＭＧ１、ＭＧ２、ＭＧ４…モータＭＧ３…クラッチモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関と、電動機と、該電動機の駆動
用電力を蓄え車輌の走行に伴って充放電される二次電池
と、前記内燃機関の排気系に設けられ所定の温度以上で
排気浄化を行なう排気浄化装置と、を備えたハイブリッ
ド車輌において、その運転を制御する運転制御装置であ
って、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、前記二次電池からの通電を受けて前記排気浄化装置を加
熱する加熱手段と、前記内燃機関の始動要求があったとき、検出された前記
二次電池の残容量に応じて、前記内燃機関を前記排気浄
化装置の温度上昇に関与する所定の条件で運転する内燃
機関運転制御手段と、前記二次電池の残容量および前記内燃機関の運転条件に
応じて、前記二次電池から前記加熱手段への通電量を制
御する加熱制御手段と、を備えた運転制御装置。
【請求項２】請求項１記載の運転制御装置はさらに、前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段と、前記車輌の運転状態を検出する運転状態検出手段とを備
え、前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関の始動要求
があったとき、検出された前記二次電池の残容量、排気
浄化装置の温度および車輌の運転状態に応じて、前記内
燃機関を前記排気浄化装置の温度上昇に関与する所定の
条件で運転する手段である運転制御装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の運転制
御装置であって、前記内燃機関運転制御手段は、前記所定の条件として、
前記内燃機関の始動に先立って前記二次電池による前記
排気浄化装置の加熱が充分に行なえない場合には、前記
検出された二次電池の残容量に基づいて、前記排気浄化
装置の温度を上昇しやすい運転状態または該二次電池を
充電しやすい運転状態のいずれかを選択し、該いずれか
の運転状態で内燃機関を運転する手段である運転制御装
置。