JP3578044B2 - ハイブリット車の内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関と電動機との２つの駆動源を有するハイブリット車の内燃機関を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等では、内燃機関の燃料消費量の低減、内燃機関から排出される排気のエミッションの低減、騒音の低減等を目的として、内燃機関と電動機との２つの駆動源を備えたハイブリット車の開発が進められている。
【０００３】
上記したようなハイブリット車としては、内燃機関と、内燃機関の出力の一部を利用して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バッテリと、発電機あるいはバッテリの電力で駆動される電動機と、内燃機関の出力を発電機と車輪とに選択的に分配する動力分割機構とを備えたものが知られている。
【０００４】
このように構成されたハイブリット車では、例えば、車両の停車時には、内燃機関から発電機及び車輪への出力伝達が遮断され、あるいは内燃機関の運転が停止されるとともに、バッテリ及び発電機の電力の電動機への供給が停止される。
【０００５】
前記ハイブリット車では、車両の発進時や低負荷時は、内燃機関から発電機及び車輪への出力伝達が遮断され、あるいは内燃機関の運転が停止されるとともに、バッテリの電力が電動機に印加される。この場合、ハイブリット車は、バッテリの電力により駆動される電動機の出力のみで駆動されることになる。
【０００６】
前記ハイブリット車では、通常走行時は、内燃機関が始動されて該内燃機関の出力が発電機と車輪との双方へ伝達されるとともに、発電機によって発電された電力が電動機に印加される。この場合、ハイブリット車は、内燃機関の出力と、発電機の電力で駆動される電動機の出力とによって駆動されることになる。
【０００７】
前記ハイブリット車では、加速時等の高負荷時は、内燃機関が始動されて該内燃機関の出力が発電機と車輪との双方へ伝達されるとともに、発電機によって発電された電力とバッテリの電力とが電動機に印加される。この場合、ハイブリット車は、内燃機関の出力と、発電機及びバッテリの電力で駆動される電動機の出力とによって駆動されることになる。
【０００８】
前記ハイブリット車では、車両の減速時や制動時等は、内燃機関から発電機及び車輪への出力伝達が遮断され、あるいは内燃機関の運転が停止されるとともに、車輪の回転力を電動機に伝達させる。この場合、電動機が発電機として機能して回生発電を行い、該電動機によって回生発電された電力がバッテリに充電される。
【０００９】
尚、前記ハイブリット車では、バッテリの蓄電量が所定値を下回った場合は、内燃機関が始動され、もしくは内燃機関の出力が増加されるとともに、内燃機関の出力が発電機に伝達され、発電機によって発電された電力の全てもしくは一部がバッテリに充電される。
【００１０】
このようなハイブリット車によれば、内燃機関を効率的に運転させることが可能となるため、燃料消費率の大幅な低減、排気の排出量の低減、排気エミッション低減、及び騒音の低下が可能となる。
【００１１】
また、上記したようなハイブリット車では、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部品が活性温度未満である場合に、電動機を主たる駆動源として車両を駆動させた上で、内燃機関の正味熱効率を悪化させて排気の熱量を増加させることにより、排気浄化部品の暖機を図る、いわゆる暖機運転制御が実行されることになる。
【００１２】
ところで、上記した暖機運転制御は、あくまで排気浄化部品の暖機を優先させる制御であるため、暖機運転制御が実行されているときに車両の加速要求などが発生しても、内燃機関の出力を高めることができない。その結果、所望の車両駆動力を得ることが困難となり、ドライバビリィティが悪化するという問題があった。
【００１３】
このような問題に対し、従来では、特開平１１−１７３１７５公報に記載されたようなハイブリット車の内燃機関制御装置が提案されている。前記公報に記載されたハイブリット車の内燃機関制御装置は、内燃機関と電動機とを選択的に利用して車両を駆動するハイブリット機構を備え、排気浄化部品が活性温度未満であるときに電動機を主たる駆動源として車両を駆動すると同時に内燃機関を暖機運転させるハイブリット車において、内燃機関が暖機運転されてるときに、暖機運転状態にある内燃機関が発生可能な最大出力より高い機関出力が要求されると、内燃機関の運転状態を暖機運転から要求機関出力に見合った運転状態へ切り換えるものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来のハイブリット車の内燃機関制御装置では、要求機関出力は、アクセル開度や車両の走行速度（又は機関回転数）をパラメータとして算出される。
【００１５】
このため、車両が低速走行状態にある時には、その時点におけるアクセル開度が大きくても要求機関出力が暖機運転状態の内燃機関が発生可能な出力（以下、暖機時機関出力と称する）より低くなる場合がある。
【００１６】
従って、車両が低速走行状態から加速する場合のように、車速が低い状態でアクセル開度が急激に増加した場合には、車速が低くなる加速当初は要求機関出力が暖機時機関出力より低くなり、その後の加速過程において車速がある程度増加すると要求機関出力が暖機時機関出力より高くなることが想定される。
【００１７】
上記したような場合には、要求機関出力が暖機時機関出力を越えるまでは内燃機関の運転状態が暖機運転状態となり、要求機関出力が暖機時機関出力を越えた後は内燃機関の運転状態が要求機関出力に見合った運転状態とされることになる。すなわち、内燃機関の運転状態は、車両の加速途中で暖機運転状態から要求機関出力に見合った運転状態へ切り換えられることになる。
【００１８】
この結果、車両が加速している途中で内燃機関の出力変動が発生し、出力変動に起因したショックが発生する場合がある。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、排気浄化部品を暖機する必要が生じた場合等に、電動機を主たる駆動源として機能させつつ内燃機関を暖機運転させるハイブリット車において、暖機運転状態から要求機関出力に見合った運転状態への切り換えに起因したショックの発生を抑制することができる技術を提供することにより、ドライバビリィティの向上を図ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係るハイブリット車の内燃機関制御装置は、内燃機関の動力と電動機の動力とを選択的に利用して車両を駆動するハイブリット機構と、所定条件下において、前記電動機を車両の主たる駆動源として機能させるとともに、前記内燃機関を暖機運転させるべく前記ハイブリット機構を制御する暖機運転制御手段と、前記暖機運転制御手段により内燃機関が暖機運転されているときに、アクセル開度と機関回転数をパラメータとして算出される前記内燃機関に対する要求機関出力が所定の出力を上回ると前記内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定の運転状態へ切り換える運転切換手段と、を備えるハイブリット車の内燃機関制御装置において、前記運転切換手段は、前記暖機運転制御手段により内燃機関が暖機運転されているときに、アクセル開度が所定の開度以上になる場合も前記内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定の運転状態へ切り換える
ことを特徴としている。
【００２０】
このように構成されたハイブリット車の内燃機関制御装置では、所定条件下において内燃機関が暖機運転されると同時に電動機が主たる駆動源として車両を駆動することになる。
【００２１】
内燃機関が暖機運転状態にあるときに、該内燃機関に対する要求機関出力が所定の出力（例えば、暖機運転状態の内燃機関が発生可能な最大出力）を上回り又はアクセル開度が所定開度以上になると、内燃機関の暖機運転が禁止されて、内燃機関の運転状態が暖機運転状態から所定運転状態へ切り換えられることになる。
【００２２】
すなわち、本発明に係るハイブリット車の内燃機関制御装置は、内燃機関が暖機運転状態にある状況下では、内燃機関に対する要求機関出力が所定の出力を上回った場合に加え、アクセル開度が所定開度以上となった場合にも、内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定運転状態へ切り換えることになる。尚、ここでいう所定運転状態は、要求機関出力に見合った運転状態である。
【００２３】
この結果、車両が低速走行状態から加速する場合のように、車両の走行速度が低い状態でアクセル開度が増加した場合は、内燃機関の運転状態が直ちに暖機運転状態から所定運転状態へ切り換えられるため、車両の加速途中で内燃機関の運転状態が切り換えられることがない。
【００２４】
また、本発明に係るハイブリット車の内燃機関制御装置は、暖機運転状態から所定運転状態への切り換え時期を予測する予測手段を更に備え、運転切換手段は、前記予測手段によって予測された切り換え時期に先駆けて内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定運転状態へ徐々に切り換えるようにしてもよい。
【００２５】
この場合、暖機運転状態にある内燃機関が前記切り換え時期の直前から徐々に所定運転状態へ移行し、それに応じて内燃機関の出力も前記切り換え時期の直前から徐々に高くなるため、内燃機関の急激な出力変動を抑制しつつ前記切り換え時期における内燃機関の出力を所望の要求機関出力と一致させることが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリット車の内燃機関制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る内燃機関制御装置を適用するハイブリット車に搭載されるハイブリット機構の概略構成を示す図である。
図１に示すハイブリット機構は、内燃機関１と本発明に係る電動機としての電動モータ２との２つの動力源を備えている。
【００２８】
前記内燃機関１は、４つの気筒を有する４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。この内燃機関１には、各気筒の図示しない燃焼室に臨むよう点火栓２５が取り付けられるとともに、機関出力軸たるクランクシャフトが所定角度（例えば、１０°ＣＡ）回転する度にパルス信号を出力するクランクポジションセンサ１７と、該内燃機関１内に形成されたウォータージャケットを流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ１８とが取り付けられている。
【００２９】
前記内燃機関１には、４本の枝管で構成された吸気枝管２０が接続されている。前記吸気枝管２０の各枝管は、各気筒の燃焼室と図示しない吸気ポートを介して連通するとともに、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク２１と接続されている。前記吸気枝管２０の各枝管において内燃機関１の直上流の部位には、その噴孔が吸気ポートに臨むよう燃料噴射弁２６が取り付けられている。
【００３０】
前記サージタンク２１には、吸気管２２が接続され、前記吸気管２２は、エアクリーナボックスと接続されている。前記吸気管２２の途中には、該吸気管２２内を流れる新気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ３１が設けられている。前記吸気管２２において前記エアフローメータ３１より下流の部位には、該吸気管２２内を流れる新気の流量を調節するスロットル弁１９が設けられている。
【００３１】
前記スロットル弁１９には、ステッパモータ等からなり印加電流の量に応じて前記スロットル弁１９を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ１９ｂと、前記スロットル弁１９の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ１９ａとが取り付けられている。
【００３２】
一方、内燃機関１には、４本の枝管が１本の集合管に合流するよう形成された排気枝管１２が接続されている。前記排気枝管１２の各枝管は、図示しない排気ポートを介して各気筒の燃焼室と連通している。前記排気枝管１２の集合管は、排気管１３に接続され、前記排気管１３は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。
【００３３】
前記排気管１３の途中には、排気中の有害ガス成分を浄化するための排気浄化触媒１４が設けられている。前記排気浄化触媒１４は、例えば、該排気浄化触媒１４に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定空燃比であるときに排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する三元触媒、該排気浄化触媒１４に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵するとともに該排気浄化触媒１４に流入する排気の空燃比が理論空燃比もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯｘ）を放出しつつ還元・浄化する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、該排気浄化触媒１４に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であって所定の還元剤が存在するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒、又は上記した触媒を適宜組み合わせて構成される触媒を例示することができる。
【００３４】
前記排気管１３において前記排気浄化触媒１４の直上流の部位には、前記排気浄化触媒１４に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ２７が取り付けられている。
【００３５】
前記排気浄化触媒１４には、該排気浄化触媒１４の床温に対応した電気信号を出力する触媒温度センサ１５が取り付けられている。尚、触媒温度センサ１５は、必ずしも必要ではなく、種々のパラメータ（例えば、冷却水温度や内燃機関１が始動された時点からの経過時点等）を用いて排気浄化触媒１４の触媒床温を推定するようにしてもよい。排気の温度を検出する排気温度センサを備えた内燃機関の場合は、排気温度センサの出力信号値から排気浄化触媒１４の触媒床温を推定するようにしてもよい。
【００３６】
また、内燃機関１の機関出力軸たるクランクシャフトは、アウトプットシャフト１ａに連結され、アウトプットシャフト１ａは、動力分割機構４に連結されている。前記動力分割機構４は、発電機３及び電動モータ２の回転軸（モータ回転軸）２ａと機械的に接続されている。
【００３７】
前記動力分割機構４は、例えば、ピニオンギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、前記プラネタリキャリアの外側に配置されたリングギヤと、前記プラネタリキャリアの内側に配置されたサンギヤとを備えた遊星歯車（プラネタリギヤ）で構成され、前記プラネタリキャリヤの回転軸が前記アウトプットシャフト１ａと連結され、前記リングギヤの回転軸が前記モータ回転軸２ａと連結され、前記サンギヤの回転軸が前記発電機３と連結されている。
【００３８】
前記電動モータ２のモータ回転軸２ａには、減速機７が連結され、前記減速機７には、ドライブシャフト８、９を介して駆動輪たる車輪１０、１１が連結されている。前記減速機７は、複数の歯車を組み合わせて構成され、前記モータ回転軸２ａの回転速度を減速してドライブシャフト８、９へ伝達する。
【００３９】
前記発電機３は、インバータ５と電気的に接続され、前記インバータ５は、バッテリ６及び電動モータ２と電気的に接続されている。
前記発電機３は、交流同期型の電動機で構成され、励磁電流が印加されると、前記内燃機関１から動力分割機構４を介して入力される運動エネルギを電気エネルギに変換することによって発電を行う。また、前記発電機３は、内燃機関１の始動時にバッテリ６からの駆動電力が印加されると、内燃機関１のスタータモータとして作用する。
【００４０】
前記バッテリ６は、複数のニッケル水素バッテリを直列に接続して構成されている。前記バッテリ６には、該バッテリ６の放電電流量及び充電電流量の積算値からバッテリ６の充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出するＳＯＣコントローラ１６が取り付けられている。
【００４１】
前記電動モータ２は、交流同期型の電動機で構成され、発電機３で発電された電力およびまたはバッテリ６の電力が印加されると、印加される電力の大きさに応じたトルクでモータ回転軸２ａを回転駆動する。
【００４２】
前記電動モータ２は、車両の減速時にバッテリ６からの励磁電流が印加されて発電機として作用し、車輪１０、１１からドライブシャフト８、９及び減速機７を介してモータ回転軸２ａに伝達される運動エネルギを電気エネルギに変換する、いわゆる回生発電を行う。
【００４３】
前記インバータ５は、複数のパワートランジスタを組み合わせて構成される電力変換装置であり、発電機３で発電された電力のバッテリ６への印加と、発電機３で発電された電力の電動モータ２への印加と、バッテリ６に蓄電された電力の電動モータ２への印加と、電動モータ２で回生発電された電力のバッテリ６への印加とを選択的に切り換える。
【００４４】
ここで、本実施の形態では、発電機３が交流同期型の電動機で構成され、バッテリ６が直流型のバッテリで構成されるため、インバータ５は、発電機３で発電された電力をバッテリ６へ印加する場合は、発電機３で発電された交流電圧を直流電圧に変換した後にバッテリ６へ印加する。
【００４５】
また、電動モータ２が交流同期型の電動機で構成され、バッテリ６が直流型のバッテリで構成されるため、インバータ５は、バッテリ６の電力を電動モータ２へ印加する場合は、バッテリ６の直流電圧を交流電圧に変換した後に電動モータ２へ印加し、電動モータ２で回生発電された電力をバッテリ６へ印加する場合は、電動モータ２で回生発電された交流電圧を直流電圧に変換した後にバッテリ６に印加する。
【００４６】
上記したように構成されたハイブリット機構には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（Ｅ−ＥＣＵ）２３と、ハイブリット機構全体を総合的に制御するための電子制御ユニット（Ｈ−ＥＣＵ）２４とが併設され、これらＥ−ＥＣＵ２３とＨ−ＥＣＵ２４とは双方向通信可能な通信回線によって相互に接続されている。
【００４７】
前記Ｅ−ＥＣＵ２３には、触媒温度センサ１５、クランクポジションセンサ１７、水温センサ１８、スロットルポジションセンサ１９ａ、空燃比センサ２７、エアフローメータ３１等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号がＥ−ＥＣＵ２３に入力されるようになっている。
【００４８】
前記Ｅ−ＥＣＵ２３には、スロットル用アクチュエータ１９ｂ、点火栓２５、燃料噴射弁２６が電気配線を介して接続され、Ｅ−ＥＣＵ２３からスロットル用アクチュエータ１９ｂ、点火栓２５、燃料噴射弁２６に対して制御信号を送信することが可能となっている。
【００４９】
前記Ｈ−ＥＣＵ２４には、ＳＯＣコントローラ１６、車両の室内に取り付けられたアクセルペダル２８の操作量（アクセル開度）に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ２９、車両の走行速度に対応した電気信号を出力する車速センサ３０等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号が前記Ｈ−ＥＣＵ２４に入力されるようになっている。
【００５０】
前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、電動モータ２、発電機３、及びインバータ５と電気配線を介して接続され、該Ｈ−ＥＣＵ２４から電動モータ２、発電機３、及びインバータ５へ制御信号を送信することが可能となっている。
【００５１】
このように構成された制御系では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、アクセルポジションセンサ２９や前記ＳＯＣコントローラ１６等の出力信号に基づいて電動モータ２、発電機３、及びインバータ５を制御するとともに、Ｅ−ＥＣＵ２３を介して内燃機関１を制御する。
【００５２】
例えば、Ｈ−ＥＣＵ２４は、イグニッションスイッチがオフからオンへ切り換えられた場合は、内燃機関１を始動させるべくＥ−ＥＣＵ２３及びインバータ５を制御する。具体的には、Ｈ−ＥＣＵ２４は、バッテリ６から発電機３へ駆動電力を印加させるべくインバータ５を制御して発電機３をスタータモータとして作動させるとともに、点火栓２５、スロットル弁１９、及び燃料噴射弁２６を作動させるべくＥ−ＥＣＵ２３へ機関始動要求信号を送信する。
【００５３】
この場合、動力分割機構４では、発電機３に連結されたサンギヤが回転する一方で、車輪１０、１１に連結されたリングギヤが停止状態となるため、サンギヤの回転トルクの略全てがプラネタリキャリアへ伝達されることになる。
【００５４】
前記動力分割機構４のプラネタリキャリアは、内燃機関１のアウトプットシャフト１ａと連結されているため、前記プラネタリキャリアがサンギヤの回転トルクを受けて回転すると、それに伴ってアウトプットシャフト１ａが回転する。
【００５５】
その際、Ｅ−ＥＣＵ２３がスロットル弁１９、点火栓２５、及び燃料噴射弁２６を作動させることにより、内燃機関１のクランキングが実現され、内燃機関１が始動されることになる。
【００５６】
内燃機関１が始動された後は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、冷却水の温度が所定温度以上まで上昇し、且つ排気浄化触媒１４の触媒床温が所定温度以上でまで上昇すると、内燃機関１の運転を停止させるべくＥ−ＥＣＵ２３へ機関停止要求信号を送信する。
【００５７】
また、イグニッションスイッチがオンの状態で車両が停止した場合は、前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１の運転を停止させるべくＥ−ＥＣＵ２３へ機関停止要求信号を送信するとともに、電動モータ２の回転を停止させるべくインバータ５を制御する。
【００５８】
但し、車両停止時に、ＳＯＣコントローラ１６の出力信号値（バッテリ６の充電状態を示す信号値）が所定の基準値を下回った場合、室内用エアコンディショナのコンプレッサ等のように内燃機関１の出力の一部を利用して駆動される補機類を作動させる必要が生じた場合、又は、内燃機関１や排気浄化系を暖機する必要が生じた場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１の運転停止を禁止するか、もしくは一旦停止された内燃機関１を再始動させるべくインバータ５及びＥ−ＥＣＵ２３を制御する。
【００５９】
内燃機関１を再始動する場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、先ず、Ｅ−ＥＣＵ２３へ機関始動要求信号を送信するとともに、バッテリ６から発電機３へ駆動電力を供給すべくインバータ５を制御して発電機３をスターターモータとして機能させる。
【００６０】
続いて、内燃機関１が再始動された後は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、バッテリ６から発電機３へ励磁電流を印加すべくインバータ５を制御して発電機３を発電機として機能させる。
【００６１】
この場合、内燃機関１の出力によってアウトプットシャフト１ａが回転され、このアウトプットシャフト１ａの回転トルクが動力分割機構４のプラネタリキャリアへ伝達される。
【００６２】
ここで、動力分割機構４では、車輪１０、１１に連結されたリングギヤが停止状態となるため、プラネタリキャリアの回転トルクの略全てがサンギヤへ伝達される。プラネタリキャリアからサンギヤへ伝達された回転トルクは、サンギヤに連結された発電機３へ伝達される。つまり、内燃機関１から出力された運動エネルギの略全てが発電機３へ伝達されることになる。
【００６３】
この結果、発電機３は、内燃機関１から出力された略全ての運動エネルギを電気エネルギに変換することによって発電を行うことになる。そして、発電機３で発電された電力の全ては、バッテリ６に充電される。
【００６４】
車両が停止状態から発進する場合は、前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、バッテリ６の電力のみで車両を走行させるべくハイブリット機構を制御することになる。具体的には、前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１を運転停止状態に保持すべくＥ−ＥＣＵ２３を制御するとともに、バッテリ６から電動モータ２へ駆動電力を印加させるべくインバータ５を制御する。
【００６５】
前記バッテリ６から前記電動モータ２へ駆動電力が供給されると、電動モータ２のモータ回転軸２ａが回転し、次いでモータ回転軸２ａの回転トルクが減速機７及びドライブシャフト８、９を介して車輪１０、１１へ伝達され、車両が発進する。
【００６６】
尚、車両発進時において、ＳＯＣコントローラ１６の出力信号値が所定の基準値を下回った場合、室内用エアコンディショナのコンプレッサのように内燃機関１の出力の一部を利用して作動する補機類を作動させる必要が生じた場合、又は、内燃機関１や排気浄化系を暖機する必要が生じた場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１の運転停止を禁止するか、もしくは一旦停止された内燃機関１を再始動させるべくインバータ５及びＥ−ＥＣＵ２３を制御する。
【００６７】
内燃機関１を再始動する場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、先ず、Ｅ−ＥＣＵ２３へ機関始動要求信号を送信するとともに、バッテリ６から発電機３へ駆動電力を供給すべくインバータ５を制御して発電機３をスターターモータとして機能させる。
【００６８】
続いて、内燃機関１が再始動された後は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、バッテリ６から発電機３へ励磁電流を印加すべくインバータ５を制御して発電機３を発電機として機能させる。
【００６９】
この場合、内燃機関１の出力によってアウトプットシャフト１ａが回転し、アウトプットシャフト１ａの回転トルクは、動力分割機構４のプラネタリキャリアへ伝達され、次いでプラネタリキャリアからサンギヤとリングギヤとに分配される。
【００７０】
前記プラネタリキャリアから前記サンギヤに分配された回転トルクは、前記サンギヤに連結された発電機３に伝達される。前記発電機３は、前記サンギヤから伝達された運動エネルギを電気エネルギへ変換することにより発電を行う。前記発電機３で発電された電力は、インバータ５によってバッテリ６と電動モータ２とへ分配される。電動モータ２は、発電機３から供給された電力によってモータ回転軸２ａを回転させる。
【００７１】
前記プラネタリキャリアから前記リングギヤに分配された回転トルクは、前記リングギヤに連結されたモータ回転軸２ａへ伝達される。
この結果、モータ回転軸２ａは、電動モータ２から出力されるトルクと動力分割機構４のリングギヤから伝達される回転トルクとを加算したトルクで回転することになる。このモータ回転軸２ａの回転トルクは、減速機７及びドライブシャフト８、９を介して車輪１０、１１へ伝達される。
【００７２】
従って、車両の発進時において内燃機関１が再始動されると、車両は、内燃機関１から動力分割機構４を介してモータ回転軸２ａに伝達される出力と、内燃機関１から動力分割機構４を介して発電機３へ伝達された出力を利用して発電された電力とによって走行することになる。すなわち、車両は、内燃機関１の出力のみで走行することになる。
【００７３】
車両が発進状態から通常走行状態へ移行した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１を始動させるべくＥ−ＥＣＵ２３を制御するとともに、バッテリ６から電動モータ２に対する駆動電力の供給を停止すべくインバータ５を制御し、内燃機関１の出力のみで車両を走行させる。
【００７４】
具体的には、Ｈ−ＥＣＵ２４は、アクセルポジションセンサ２９の出力信号値（アクセル開度）と車速センサ３０の出力信号値（車速）とから運転者がハイブリット機構に対して要求している出力（以下、要求出力と称する）を算出し、前記要求出力を満たす上で内燃機関１に要求される出力（以下、要求機関出力と称する）と電動モータ２に要求される出力（以下、要求モータ出力と称する）と内燃機関１の目標機関回転数とを決定する。
【００７５】
前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記要求機関出力及び前記目標機関回転数をＥ−ＥＣＵ２３へ送信するとともに、前記要求モータ出力に従ってインバータ５を制御する。
【００７６】
前記Ｈ−ＥＣＵ２４からの要求機関出力及び目標機関回転数を受信したＥ−ＥＣＵ２３は、先ず前記要求機関出力を前記目標機関回転数で除算して目標機関トルクを算出し、その目標機関トルクに基づいてスロットル弁１９の目標スロットル開度を算出する。
【００７７】
続いて、Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記目標スロットル開度に従ってスロットル用アクチュエータ１９ｂを制御する。Ｅ−ＥＣＵ２３は、スロットル弁１９の実際の開度が目標スロットル開度と一致した時点から、スロットル弁１９近傍の新気が内燃機関１に到達するまでの時間、いわゆる吸気の応答遅れ時間が経過した時点でエアフローメータ３１の出力信号値（吸入空気量）を入力し、その吸入空気量に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を決定する。Ｅ−ＥＣＵ２３は、決定された燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期に従って、燃料噴射弁２６及び点火栓２５を制御する。
【００７８】
一方、Ｈ−ＥＣＵ２４は、発電機３に印加する励磁電流の大きさを調節して発電機３の回転数を制御し、それによって内燃機関１の機関回転数が目標回転数に収束するようにする。
【００７９】
この結果、車両が通常走行状態にある場合は、内燃機関１の出力（内燃機関１から動力分割機構４を介してモータ回転軸２ａに伝達される出力と、内燃機関１から動力分割機構４を介して発電機３へ伝達された出力を利用して発電された電力とを含む）のみで車両が走行することになる。
【００８０】
尚、車両の通常走行時にバッテリ６の充電が必要になると、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１の出力を増加させるべくＥ−ＥＣＵ２３を制御するとともに、バッテリ６から発電機３へ印加される励磁電流を増加させるべくインバータ５を制御し、要求出力を確保しつつ発電量を増加させる。
【００８１】
車両が加速走行状態にある場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前述した通常走行時と同様に要求出力、要求機関出力、及び要求モータ出力を算出し、次いでＥ−ＥＣＵ２３を介して内燃機関１を制御するとともに、インバータ５を介して電動モータ２を制御する。
【００８２】
尚、Ｈ−ＥＣＵ２４は、インバータ５を制御する際、発電機３で発電された電力に加えて、バッテリ６の電力も電動モータ２へ印加すべく制御を行い、電動モータ２の出力を増加させる。
【００８３】
この結果、車両が加速走行状態にある場合は、内燃機関１の出力（内燃機関１から動力分割機構４を介してモータ回転軸２ａに伝達される出力と、内燃機関１から動力分割機構４を介して発電機３へ伝達された出力を利用して発電された電力とを含む）と、バッテリ６の電力とによって車両が走行することになる。
【００８４】
車両が減速状態もしくは制動状態にある場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、内燃機関１の運転を停止（燃料噴射制御及び点火制御を停止）させるべく前記Ｅ−ＥＣＵ２３へ機関停止要求信号を送信するとともに、発電機３の作動及び電動モータ２の作動を停止させるべくインバータ５を制御する。
【００８５】
続いて、前記Ｈ−ＥＣＵ２４は、バッテリ６から電動モータ２へ励磁電流を印加すべくインバータ５を制御することにより、電動モータ２を発電機として作用させ、車輪１０、１１からドライブシャフト８、９及び減速機７を介してモータ回転軸２ａへ伝達される運動エネルギを電気エネルギに変換する回生発電を行う。前記電動モータ２で回生発電された電力は、インバータ５を介してバッテリ６に充電される。
【００８６】
次に、本実施の形態に係るハイブリット機構の暖機運転制御について述べる。
Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４からの要求により内燃機関１を始動した際、水温センサ１８及び触媒温度センサ１５の出力信号値を入力し、水温センサ１８の出力信号が所定温度未満、もしくは前記触媒温度センサ１５の出力信号値が活性温度未満である場合は、内燃機関１の暖機あるいは排気浄化触媒１４の活性を図ることを目的として、Ｈ−ＥＣＵ２４へ暖機運転要求を送信する。
【００８７】
Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３からの暖機運転要求を受信すると、アクセルポジションセンサ２９の出力信号値（アクセル開度）と車速センサ３０の出力信号値（車速）とから要求出力を算出し、次いで暖機運転状態にある内燃機関１が出力可能な最大出力（以下、暖機時機関出力と称する）を算出する。更に、Ｈ−ＥＣＵ２４は、ＳＯＣコントローラ１６の出力信号値（バッテリ６の充電状態）に基づいてバッテリ６から電動モータ２へ電力を印加することによって得られる出力（以下、バッテリ出力と称する）を算出する。
【００８８】
Ｈ−ＥＣＵ２４は、暖機時機関出力とバッテリ出力とを加算して、暖機運転制御の実行時にハイブリット機構から出力することができる最大出力（以下、暖機時総出力と称する）を算出し、その暖機時総出力が要求出力以上であるか否かを判別する。
【００８９】
前記暖機時総出力が前記要求出力以上であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転を許可する旨の信号（暖機運転許可信号）を送信する。一方、前記暖機時総出力が前記要求出力未満であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転を禁止する旨の信号を（暖機運転禁止信号）を送信する。
【００９０】
これに対し、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４からの暖機運転許可信号を受信した場合には、該Ｅ−ＥＣＵ２３に内蔵されたＲＡＭに予め設定されている暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”を書き込み、Ｈ−ＥＣＵ２４からの暖機運転禁止信号を受信した場合には、前記暖機運転許可フラグ記憶領域に“０”を書き込む。
【００９１】
尚、本実施の形態では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、暖機運転禁止信号及び暖機運転許可信号をＥ−ＥＣＵ２３へ送信する際に、車両が通常走行状態にある場合と同様に要求機関出力を算出し、その要求機関出力を前記暖機運転禁止信号及び前記暖機運転許可信号に付加してＥ−ＥＣＵ２３へ送信するものとする。
【００９２】
そして、Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記暖機運転許可フラグ記憶領域に“０”が記憶されている場合には、前記Ｈ−ＥＣＵ２４からの要求機関出力に従って内燃機関１の運転状態を制御し、前記暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”が記憶されている場合には、前記Ｈ−ＥＣＵ２４からの要求機関出力を考慮せずに内燃機関１を暖機運転させるものとする。
【００９３】
内燃機関１を暖機運転させる場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、クランクポジションセンサ１７がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて実際の機関回転数（以下、実機関回転数と称する）を算出し、その実機関回転数と暖機時機関出力とをパラメータとして、スロットル開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を決定する。
【００９４】
ここで、Ｅ−ＥＣＵ２３に内蔵された図示しないＲＯＭには、実機関回転数と暖機時機関出力とスロットル開度との関係を示す暖機時スロットル開度制御マップ、実機関回転数と暖機時機関出力と燃料噴射量との関係を示す暖機時燃料噴射量制御マップ、実機関回転数と暖機時機関出力と燃料噴射時期との関係を示す暖機時燃料噴射時期制御マップ、及び実機関回転数と暖機時機関出力と点火時期との関係を示す暖機時点火時期制御マップ等の各種の制御マップが予め記憶されており、Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記した各種の制御マップに従って、スロットル開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を決定するものとする。
【００９５】
Ｅ−ＥＣＵ２３は、上記した各種の制御マップを用いてスロットル開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を決定すると、それらのスロットル開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期に従ってスロットル用アクチュエータ１９ｂ、燃料噴射弁２６、及び点火栓２５を制御する。
【００９６】
内燃機関１を暖機運転させる具体的な方法としては、例えば、内燃機関１の各気筒の点火時期を遅角させる方法を例示することができる。この方法によれば、各気筒の混合気の燃焼速度が遅くなるため、排気弁開弁時における既燃混合気の温度が通常より高くなる。
【００９７】
この場合、通常よりも高温の既燃混合気が各気筒から排出されることになり、その既燃混合気が持つ比較的多量の熱が排気浄化触媒１４に伝達される。その結果、排気浄化触媒１４が早期に活性温度まで昇温する。
【００９８】
尚、点火遅角制御を行う場合は、各気筒の点火時期を所定の切換速度で徐々に遅角させ、内燃機関１の出力変動を抑制することが好ましい。更に、内燃機関１の暖機運転を終了する場合も、各気筒の点火時期を所定の切換速度で徐々に進角させ、内燃機関１の出力変動を抑制するようにすることが好ましい。
【００９９】
ここで、内燃機関１が暖機運転状態にあるときにハイブリット機構に対する要求出力が増加した場合、言い換えれば要求出力が暖機時総出力より高くなった場合には、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転禁止信号と要求機関出力とを送信する。
【０１００】
この場合、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の暖機運転を終了し、Ｈ−ＥＣＵ２４からの要求機関出力に従って内燃機関１の運転状態を制御することになる。
ところで、ハイブリット機構に対する要求出力は、アクセル開度と車速とをパラメータとして算出されるため、車両が低速走行状態から加速する場合には、車速が低くなる加速当初は要求出力が暖機時総出力以下となり、その後の加速過程において車速がある程度増加した時点で要求出力が暖機時総出力より高くなることが想定される。
【０１０１】
その場合、車両の加速過程において要求出力が暖機時総出力を上回るまでの期間では内燃機関１が暖機運転され、要求出力が暖機時総出力を上回った後は内燃機関１が通常運転されることになる。すなわち、内燃機関の運転状態は、車両の加速途中で暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えられることになる。
【０１０２】
この結果、車両が加速している途中で内燃機関の出力変動が発生し、出力変動に起因したショックが発生する場合がある。
そこで、本実施の形態に係るハイブリット車の内燃機関制御装置では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、要求出力が暖機時総出力より高くなった場合に加えて、アクセル開度が所定開度以上となった場合にも、暖機運転制御の実行を禁止するようにした。 この場合、内燃機関１が暖機運転状態にあるときに、要求出力が暖機時総出力より高くなるか、もしくはアクセル開度が所定開度以上になると、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転禁止信号と要求機関出力とを送信することになる。
【０１０３】
この結果、内燃機関１が暖機運転状態にあり且つ車両が低速走行状態にあるときにアクセル開度が所定開度以上になると、内燃機関１の運転状態が直ちに暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えられることになるため、車両が低速走行状態から加速する場合であっても加速途中に内燃機関１の運転状態が切り換えられることがなくなり、内燃機関１の出力変動に起因したショックが発生することもない。
【０１０４】
尚、内燃機関１の運転状態を暖機運転状態から通常運転状態へ切り換える場合には、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の運転状態を暖機運転状態から通常運転状態へ切り換える時期を予め推定し、Ｈ−ＥＣＵ２４からの暖機運転禁止信号を受信する直前から内燃機関１の運転状態を暖気運転状態から通常運転状態へ徐々に切り換えるようにしてもよい。
【０１０５】
Ｅ−ＥＣＵ２３が内燃機関１の運転状態を暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えるべき時期を推定する方法としては、例えば、Ｈ−ＥＣＵ２４からＥ−ＥＣＵ２３へ送信される要求機関出力に基づいて推定する方法を例示することができる。
【０１０６】
これは、内燃機関１が暖機運転されているときにＨ−ＥＣＵ２４からＥ−ＥＣＵ２３へ送信される要求機関出力は、車両が通常の走行状態にあるときにＨ−ＥＣＵ２４からＥ−ＥＣＵ２３へ送信される要求機関出力と同様の手順で決定される出力であり、車両が通常走行状態にあるときの要求機関出力はバッテリ６の電力を使用せずに内燃機関１の出力のみで車両を走行させることを前提として決定される値であるため、Ｈ−ＥＣＵ２４からＥ−ＥＣＵ２３へ送信される要求機関出力がバッテリ出力もしくはバッテリ出力から所定のマージンを減算した出力より高くなると、その直後に要求出力が暖機時総出力を越えることになるからである。
【０１０７】
尚、上記したバッテリ出力もしくはバッテリ出力から所定のマージンを減算した出力は、バッテリ６の充電状態に基づく出力であり、Ｅ−ＥＣＵ２３は、バッテリ６の充電状態を直接把握することができないため、予め実験的に求められたバッテリ出力もしくはバッテリ出力から所定のマージンを減算した出力をＥ−ＥＣＵ２３のＲＯＭに記憶しておくようにしてもよく、あるいはＥ−ＥＣＵ２３がＨ−ＥＣＵ２４を介してＳＯＣコントローラ１６の出力信号値（バッテリ６の充電状態を示す値）を入力するようにしてもよい。
【０１０８】
Ｅ−ＥＣＵ２３が暖機運転状態から通常運転状態への切り換え時期を推定し、推定された切り換え時期の直前から内燃機関１の運転状態を徐々に切り換えるようにすれば、それに応じて内燃機関の出力も前記切り換え時期の直前から徐々に高くなるため、内燃機関の急激な出力変動を抑制しつつ前記切り換え時期における内燃機関の出力を所望の要求機関出力と一致させることが可能となる。
【０１０９】
このようにＥ−ＥＣＵ２３とＨ−ＥＣＵ２４により、本発明に係る暖機運転制御手段、運転切換手段、及び予測手段が実現されることになる。
以下、本実施の形態に係る暖機運転制御について具体的に説明する。
【０１１０】
暖機運転制御では、先ず、Ｅ−ＥＣＵ２３が図２に示すような暖機時機関制御ルーチンを実行することになる。この暖機時機関制御ルーチンは、予めＥ−ＥＣＵ２３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、Ｅ−ＥＣＵ２３によって所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
【０１１１】
暖機時機関制御ルーチンでは、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２０１において、水温センサ１８の出力信号値（冷却水温度）と触媒温度センサ１５の出力信号値（触媒床温）とを入力する。
【０１１２】
Ｓ２０２では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記Ｓ２０１において入力された冷却水温度が所定温度（例えば、５０℃）以上であるか否かを判別する。
前記Ｓ２０２において前記冷却水温度が前記所定温度以上であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２０３へ進み、前記Ｓ２０１において入力された触媒床温が所定の活性温度未満であるか否かを判別する。
【０１１３】
前記Ｓ２０３において前記触媒床温が前記活性温度以上であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１及び排気浄化触媒１４の暖機が完了しているとみなし、Ｓ２０４へ進み、暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”が記憶されているか否かを判別する。
【０１１４】
Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記Ｓ２０４において暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないと判定した場合は、本ルーチンの実行を一旦終了し、前記Ｓ２０４において暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、Ｓ２０５へ進む。
【０１１５】
Ｓ２０５では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記暖機運転許可フラグ記憶領域の値を“１”から“０”にリセットする。
Ｓ２０６では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４に対して内燃機関１及び排気浄化触媒１４の暖機が完了した旨を通知し、本ルーチンの実行を終了する。
【０１１６】
一方、前記Ｓ２０２において前記冷却水温度が前記所定温度未満であると判定した場合、又は前記Ｓ２０３において前記触媒床温が前記活性温度未満であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１又は排気浄化触媒１４の暖機が完了していないとみなし、Ｓ２０７へ進む。
【０１１７】
Ｓ２０７では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、暖機運転許可フラグ記憶領域に“０”が記憶されているか否かを判別する。
前記Ｓ２０７において前記暖機運転許可フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４に対して暖機運転要求を送信する。
【０１１８】
ここで、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３からの暖機運転要求を受信すると、図３に示すような第１の暖機時ハイブリット制御ルーチンを実行することになる。この第１の暖機時ハイブリット制御ルーチンは、予めＨ−ＥＣＵ２４のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、Ｅ−ＥＣＵ２３からの暖機運転要求を受信したことをトリガにして実行されるルーチンである。
【０１１９】
第１の暖機時ハイブリット制御ルーチンでは、Ｈ−ＥＣＵ２４は、先ずＳ３０１においてＥ−ＥＣＵ２３からの暖機運転要求を受信する。
Ｓ３０２では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、アクセルポジションセンサ２９の出力信号値（アクセル開度）と車速センサ３０の出力信号値（車速）とＳＯＣコントローラ１６の出力信号値（バッテリ６の充電状態）とを入力する。
【０１２０】
Ｓ３０３では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記Ｓ３０２で入力されたアクセル開度が所定開度未満であるか否かを判別する。
前記Ｓ３０３においてアクセル開度が所定開度未満であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ３０４へ進み、前記Ｓ３０２で入力されたアクセル開度と車速とからハイブリット機構に要求されている要求出力を算出する。
【０１２１】
Ｓ３０５では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、暖機運転状態の内燃機関１が出力可能な最大の出力（暖機時機関出力）を算出するとともに、前記Ｓ３０２で入力されたバッテリ充電状態に基づいてバッテリ６の電力を電動モータ２に印加することによって得られる最大の出力（バッテリ出力）を算出する。次いで、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記暖機時機関出力と前記バッテリ出力とを加算して、暖機運転制御が実行状態にあるときにハイブリット機構が出力することができる最大の出力（暖機時総出力）を算出する。
【０１２２】
Ｓ３０６では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記Ｓ３０４で算出された要求出力と前記Ｓ３０５で算出された暖機時総出力とを比較し、前記要求出力が前記暖機時総出力以下であるか否かを判別する。
【０１２３】
前記Ｓ３０６において前記要求出力が前記暖機時総出力以下であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ３０７へ進み、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転許可信号を送信する。その際、Ｈ−ＥＣＵ２４は、車両が通常の走行状態にあるときと同様の手順に従って要求機関出力を算出し、算出された要求機関出力を前記暖機運転許可信号とともにＥ−ＥＣＵ２３へ送信する。前記Ｓ３０６の処理を実行し終えるとＨ−ＥＣＵ２４は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２４】
一方、前記Ｓ３０３において前記アクセル開度が前記所定開度以上であると判定した場合、又は、前記Ｓ３０６において前記要求出力が前記暖機時総出力より高いと判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ３０８へ進み、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転禁止信号を送信し、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２５】
ここで図２の暖機時機関制御ルーチンに戻り、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２０９において、暖機運転要求信号に対するＨ−ＥＣＵ２４からの応答信号を受信する。Ｓ２１０では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記Ｓ２０９で受信した応答信号が暖機運転許可信号であるか否かを判別する。
【０１２６】
前記Ｓ２１０において前記応答信号が暖機運転許可信号であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２１１へ進み、暖機運転許可フラグ記憶領域に記憶されている値を“０”から“１”へ書き換える。
【０１２７】
Ｓ２１２では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の運転状態を通常の運転状態から暖機運転状態へ徐々に変更する。具体的には、Ｅ−ＥＣＵ２３は、点火時期を徐々に遅角すべく点火栓２５を制御する。Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記Ｓ２１２の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２８】
一方、前記Ｓ２１０において暖機運転要求に対する応答信号が暖機運転許可信号ではないと判定した場合、すなわち暖機運転要求に対する応答信号が暖機禁止信号である場合には、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２１３へ進み、Ｈ−ＥＣＵ２４からの要求機関出力に従って内燃機関１の運転状態を制御する。Ｅ−ＥＣＵ２３は、前記Ｓ２１３の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２９】
また、前記Ｓ２０７において前記暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の運転状態が既に暖機運転状態にあるとみなしてＳ２１４へ進む。
【０１３０】
Ｓ２１４では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４から受信した最新の要求機関出力を入力し、その要求機関出力が所定出力以下であるか否かを判別する。前記した所定出力は、バッテリ出力もしくはバッテリ出力から所定のマージンを減算した出力である。
【０１３１】
前記Ｓ２１４において前記要求機関出力が前記所定出力以下であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２１５へ進み、内燃機関１の暖機運転制御を継続して実行する。
【０１３２】
前記Ｓ２１４において前記要求機関出力が前記所定出力より高いと判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の運転状態を暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えるべき時期が近づいていると推定してＳ２１６へ進む。
【０１３３】
Ｓ２１６では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、内燃機関１の運転状態を暖機運転状態から通常運転状態へ徐々に変更する。具体的には、Ｅ−ＥＣＵ２３は、点火時期を徐々に進角させるべく点火栓２５を制御する。
【０１３４】
Ｓ２１７では、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｈ−ＥＣＵ２４からの暖機運転禁止信号を受信する。その際、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｅ−ＥＣＵ２３に対する暖機運転禁止信号を送信するにあたり、図４に示すような第２の暖機時ハイブリット制御ルーチンを実行することになる。
【０１３５】
前記した第２の暖機時ハイブリット制御ルーチンは、予めＨ−ＥＣＵ２４のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、Ｈ−ＥＣＵ２４によって所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
【０１３６】
第２の暖機時ハイブリット制御ルーチンでは、Ｈ−ＥＣＵ２４は、先ずＳ４０１において内燃機関１が暖機運転中であるか否かを判別する。内燃機関１が暖機運転中であるか否かを判別する方法としては、Ｈ−ＥＣＵ２４に内蔵されたＲＡＭにＥ−ＥＣＵ２３と同様の暖機運転許可フラグ記憶領域を設けておき、その暖機運転許可フラグ記憶領域に“１”が記憶されているか否かを判別することによって内燃機関１が暖機運転中であるか否かを判別する方法を例示することができる。
【０１３７】
前記Ｓ４０１において内燃機関１が暖機運転中ではないと判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、前記Ｓ４０１において内燃機関１が暖機運転中であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ４０２へ進み、アクセルポジションセンサ２９の出力信号値（アクセル開度）、車速センサ３０の出力信号値（車速）、及びＳＯＣコントローラ１６の出力信号値（バッテリ６の充電状態）を入力する。
【０１３８】
Ｓ４０３では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記Ｓ４０２で入力されたアクセル開度が所定開度未満であるか否かを判別する。
前記Ｓ４０３において前記アクセル開度が所定開度未満であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ４０４へ進み、前記Ｓ４０２で入力されたアクセル開度と車速とに基づいてハイブリット機構に要求されている要求出力を算出する。
【０１３９】
Ｓ４０５では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、暖機時機関出力とバッテリ出力とを加算して、暖機時総出力を算出する。
Ｓ４０６では、Ｈ−ＥＣＵ２４は、前記Ｓ４０４で算出された要求出力と前記Ｓ４０５で算出された暖機時総出力とを比較して、前記要求出力が前記暖機時総出力以下である否かを判別する。
【０１４０】
前記Ｓ４０６において前記要求出力が前記暖機時総出力以下であると判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、前記Ｓ４０３において前記アクセル開度が前記所定開度以上であると判定した場合、若しくは、前記Ｓ４０６において前記要求出力が前記暖機時総出力より高いと判定した場合は、Ｈ−ＥＣＵ２４は、Ｓ４０７へ進み、Ｅ−ＥＣＵ２３に対して暖機運転禁止信号を送信する。
【０１４１】
ここで図２の暖機時機関制御ルーチンに戻り、Ｅ−ＥＣＵ２３は、Ｓ２１７においてＨ−ＥＣＵ２４からの暖機運転禁止信号を受信すると、Ｓ２１８において暖機運転許可フラグ記憶領域の値を“１”から“０”へ書き換え、本ルーチンの実行を一旦終了することになる。
【０１４２】
以上述べた実施の形態では、内燃機関１と電動モータ２との２つの動力源を有するハイブリット車において、内燃機関１が暖機運転状態にあるときに要求出力が暖機時総出力を上回り（言い換えれば、要求機関出力が暖機時機関出力を上回り）、又はアクセル開度が所定開度以上になると、内燃機関１の運転状態が暖機運転状態から通常運転状態へ直ちに切り換えられるため、ハイブリット機構の出力が速やかに増加し、その結果、ハイブリット車が直ちに加速走行することが可能となり、ドライバビリィティが向上する。
【０１４３】
特に、ハイブリット車が低速走行状態にあり且つ内燃機関１が暖機運転状態にあるときに、運転者が車両を加速させるべくアクセルペダル２８を所定開度より大きくなるように操作すると、たとえハイブリット機構の要求出力が暖機時総出力以下であっても内燃機関１の運転状態が暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えられるため、車両が加速する途中で内燃機関１の運転状態が暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えられるようなことがない。
【０１４４】
従って、本実施の形態によれば、内燃機関１が暖機運転状態にあるときにハイブリット車を低速走行状態から加速させる場合であっても、車両の加速途中で内燃機関１の運転状態が切り換わることがないため、機関運転状態の切り換えに起因したショックの発生を防止することが可能となる。
【０１４５】
更に、本実施の形態では、内燃機関１の運転状態を暖機運転状態から通常運転状態へ切り換えるべき時期を予測し、予測された切り換え時期に先駆けて内燃機関１の運転状態が徐々に切り換えられるため、内燃機関の急激な出力変動を抑制しつつ前記切り換え時期における内燃機関１の出力を所望の出力とすることが可能となり、その結果、ドライバビリィティを一層向上させることができる。
【０１４６】
尚、本実施の形態では、排気浄化触媒１４の暖機を促進する方法として、点火時期を遅角させる方法を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、排気浄化触媒１４に流入する際の空燃比が理論空燃比となり、且つ未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ_２を多量に含む排気を生成すべく、少なくとも一部の気筒で燃焼される混合気の空燃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燃比が酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）となるよう燃焼噴射量を制御するようにしてもよい。
【０１４７】
この場合、排気浄化触媒１４に流入する排気ガスは、未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ_２を多量に含むため、排気浄化触媒１４における未燃ＨＣ及び未燃ＣＯとＯ_２との反応や、ＨＣ及びＣＯとＮＯ_Ｘとの反応が促進され、これらの反応熱により排気浄化触媒１４の昇温速度が向上する。
【０１４８】
上記した方法では、リッチ雰囲気の混合気の燃焼とリーン雰囲気の混合気の燃焼とが繰り返されるため、内燃機関１のトルク変動が発生するが、ハイブリット機構の場合、内燃機関１の暖機運転制御を行っている間は、バッテリ６を主たる走行用駆動源とするため、内燃機関１のトルク変動によってドライバビリィティが悪化することがない。このため、内燃機関を常時走行用駆動源とする車両に比べ、より積極的な暖機運転制御を行うことができる。例えば、上記した方法で暖機を促進する場合、酸素過剰雰囲気の混合気を生成する気筒では燃料噴射を行わない、いわゆるフューエルカットを行い、積極的な暖機促進と燃料消費量の低減とを図るようにしてもよい。
【０１４９】
また、排気浄化触媒１４の暖機を促進する他の方法としては、排気浄化触媒１４に流入する際の空燃比が理論空燃比となり、且つ未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ_２を多量に含む排気ガスを生成すべく、少なくとも一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が燃料過剰雰囲気（リッチ雰囲気）となるよう燃焼噴射量を制御するとともに、排気浄化触媒１４上流の排気中に二次空気を混合させるよう制御を行うようにしてもよい。
【０１５０】
この場合も、排気浄化触媒１４に流入する排気ガスは、未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、及びＯ_２を多量に含むため、排気浄化触媒１４における未燃ＨＣ及び未燃ＣＯとＯ_２との反応や、ＨＣ及びＣＯとＮＯ_Ｘとの反応が促進され、これらの反応熱により排気浄化触媒１４の昇温速度が向上する。
【０１５１】
さらに、排気浄化触媒１４の早期活性化を図る他の方法としては、排気弁の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構を内燃機関１に取り付け、排気浄化触媒１４の温度が活性化温度未満であるときに、排気弁の開弁時期を所定期間早めるよう前記可変バルブタイミング機構を制御するようにしてもよい。
【０１５２】
この場合、内燃機関１の各気筒では、混合気の燃焼直後に排気弁が開弁されることになるため、各気筒から排出される排気の温度が高くなり、排気浄化触媒１４に高温の排気が流れ込むことになる。この結果、排気浄化触媒１４は、排気から多量の熱を受けることになり、早期に活性化温度に達する。
【０１５３】
また、排気浄化触媒１４の早期活性化を図る他の方法としては、上記したような方法を組み合わせるようにしてもよい。例えば、暖機処理の初期は、点火時期の遅角処理や排気弁開弁時期の進角処理を行うことにより、排気浄化触媒１４に流入する排気温度を上昇させ、暖機処理の実行開始から所定時間経過後は、上記処理に加えて、未燃ＨＣ、未燃ＣＯ、Ｏ_２を多量に含む排気ガスを生成すべく燃料噴射量（及び二次空気の量）を制御するようにしてもよい。
【０１５４】
すなわち、排気浄化触媒１４全体が未活性状態にあるときは、排気浄化触媒１４に流入する排気温度を高めて排気浄化触媒１４の昇温を図り、これにより排気浄化触媒１４の一部が活性化した後は、排気温度の高温化と排気浄化触媒１４における反応促進とを併用することにより、排気浄化触媒１４の早期活性化を図るようにしてもよい。
【０１５５】
その際、前記所定時間は、予め設定された固定値でもよく、または、触媒暖機処理開始時の触媒温度に応じて決定される可変値でもよい。さらに、前記所定時間の代わりに、触媒暖機処理開始時からの積算吸入空気量を用いてもよい。
【０１５６】
【発明の効果】
本発明にかかるハイブリット車の内燃機関制御装置では、内燃機関が暖機運転状態にある状況において、内燃機関に対する要求機関出力が所定の出力を上回った場合に加えて、アクセル開度が所定開度以上まで増加した場合も、内燃機関の運転状態が暖機運転状態から所定の運転状態、言い換えれば要求機関出力に見合った運転状態へ切り換えられることになる。
【０１５７】
この結果、車両が低速走行状態から加速する場合のように、車速が低い状態でアクセル開度が増加した場合に、内燃機関の運転状態が直ちに暖機運転状態から所定の運転状態へ切り換えられるため、車両の加速途中で内燃機関の運転状態が切り換えられることがない。
【０１５８】
従って、本発明に係るハイブリット車の内燃機関制御装置によれば、所定条件下では電動機を主たる駆動源として車両を駆動するとともに内燃機関を暖機運転させるハイブリット車において、内燃機関が暖機運転状態にある状況下で車両が低速走行状態から加速する場合に、内燃機関の運転状態の切り換えに伴うショックの発生を抑制することが可能となり、以てドライバビリィティを向上させることが可能となる。
【０１５９】
また、本発明に係るハイブリット車の内燃機関制御装置が暖機運転状態から所定運転状態への切り換え時期を予測する予測手段を更に備えている場合は、内燃機関の出力は、前記切り換え時期に先駆けて徐々に高められることになるため、内燃機関の急激な出力変動を抑制しつつ前記切り換え時期における内燃機関の出力を所望の要求機関出力と一致させることが可能となり、以てドライバビリィティを一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる内燃機関制御装置を適用するハイブリット車のハイブリット機構の概略構成図
【図２】暖機時機関制御ルーチンを示すフローチャート図
【図３】第１の暖機時ハイブリット制御ルーチンを示すフローチャート図
【図４】第２の暖機時ハイブリット制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・電動モータ
３・・・発電機
４・・・動力分割機構
５・・・インバータ
６・・・バッテリ
７・・・減速機
８・・・ドライブシャフト
９・・・ドライブシャフト
１０・・車輪
１１・・車輪
１４・・排気浄化触媒
１５・・触媒温度センサ
１７・・クランクポジションセンサ
１８・・水温センサ
２３・・Ｅ−ＥＣＵ
２４・・Ｈ−ＥＣＵ
２７・・空燃比センサ

Claims (2)

1. 内燃機関の動力と電動機の動力とを選択的に利用して車両を駆動するハイブリット機構と、所定条件下において、前記電動機を車両の主たる駆動源として機能させるとともに、前記内燃機関を暖機運転させるべく前記ハイブリット機構を制御する暖機運転制御手段と、前記暖機運転制御手段により内燃機関が暖機運転されているときに、アクセル開度と機関回転数をパラメータとして算出される前記内燃機関に対する要求機関出力が所定の出力を上回ると前記内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定の運転状態へ切り換える運転切換手段と、を備えるハイブリット車の内燃機関制御装置において、
   前記運転切換手段は、前記暖機運転制御手段により内燃機関が暖機運転されているときに、アクセル開度が所定の開度以上になる場合も前記内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定の運転状態へ切り換えることを特徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。
2. 暖機運転状態から所定運転状態への切り換え時期を予測する予測手段を更に備え、前記運転切換手段は、前記予測手段によって予測された切り換え時期に先駆けて前記内燃機関の運転状態を暖機運転状態から所定運転状態へ徐々に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリット車の内燃機関制御装置。

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