JP7342768B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、車両に搭載された排気浄化触媒暖機の制御に関するものである。

特許文献１ないし特許文献３には、排気系に設けられた浄化触媒を暖機するように構成されたハイブリッド車両の制御装置が記載されている。特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置では、エンジンから出力すべき要求パワーが所定パワー以上の場合に、エンジンを負荷運転しながら浄化触媒を暖機するように構成されている。それとは反対に、前記要求パワーが所定パワー未満の場合に、エンジンをアイドル回転数で自立運転させながら浄化触媒を暖機するように構成されている。なお、この特許文献１に記載された制御装置では、触媒暖機を実行する際に、その触媒の暖機を促進させるために、エンジンの点火時期を遅角させている。

また、特許文献２に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、浄化触媒の暖機要求がない場合に、電動機の温度を検出し、その検出した電動機の温度が高温である程、電動機の出力を制限するように構成されている。また、浄化触媒の暖機要求がある場合に、前記電動機の出力の制限を伴わずに、浄化触媒の暖機を行いつつ、要求駆動力を満たすようにエンジンおよび電動機が制御される。

また、特許文献３に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、触媒暖機中に、制動操作されたことによるエンジンのトルク変動によって、車両の挙動が不安定になることを抑制するように構成されている。具体的には、制動要求があった際に、エンジンの出力による触媒の暖機を中止する。なお、通常走行している際には、エンジンのトルク変動は、制動時よりは比較的小さいため、触媒暖機を実行している。

そして、特許文献４には、エンジンの出力トルクを、動力分割機構により第１モータ側と出力側とに分割し、第１モータ側に伝達された動力を電力として第２モータに伝達し、第２モータから出力されたトルクを、エンジンから直接伝達されるトルクに加算して走行するハイブリッド車両が記載されている。この動力分割機構は、第１クラッチ機構と第２クラッチ機構とを選択的に係合することによりハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとを設定することができるように構成され、それらハイブリッド・ローモードとハイブリッド・ハイモードとは、エンジン回転数と出力回転数との回転数比がそれぞれ異なる走行モードである。

特開２０１３－０６７２９７号公報 特開２００９－２７４６２８号公報 特開２０１５－０５１７３４号公報 特開２０１７ー００７４３７号公報

エンジンの排気経路には、排気中に含まれる有害物質を酸化あるいは還元して浄化するための触媒（三元触媒）が設けられている。触媒が所定の浄化作用を行う活性温度は、ある程度高温であるから、例えば触媒の温度が低い冷間始動の際には、その触媒の温度を活性温度に昇温するための暖機（すなわち触媒暖機）を行う。触媒暖機を早期に実現するためには、上述の特許文献１や特許文献２の制御装置に記載されているように、エンジンの点火時期を遅角させることが有効である。しかしながら、エンジンの遅角制御を実行すると、特許文献３の制御装置に記載されているように燃焼が不安定になるなどのことによってエンジンのトルク変動が増大することがある。また、このような遅角制御を、特許文献４に記載されたハイブリッド車両に適用した場合には、エンジンと第１モータとがクラッチ機構を介してトルク伝達可能に連結されているから、触媒暖機をする際に、遅角制御を実行すると、エンジンの回転に伴って第１モータが連れ回ることになる。その場合、第１モータが慣性負荷となってしまい、ひいてはエンジンのトルク変動が更に増大し、車両の挙動が不安定となるおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、触媒を暖機する際のエンジンのトルクの変動を抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源であるエンジンと、前記エンジンの排気を浄化する浄化装置と、発電機能を有する第１モータと、少なくとも三つ以上の回転要素を有する差動機構と、前記エンジンと前記第１モータとをトルク伝達可能に連結する係合機構とを備え、前記エンジンが前記回転要素のいずれか一つの回転要素に連結され、前記第１モータが前記回転要素のいずれか他の一つの回転要素に連結され、前記係合機構を連結することにより前記エンジンを回転させた際に前記第１モータが連れて回転するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、前記差動機構よりも出力側の部材に連結された前記駆動力源としての第２モータと、前記ハイブリッド車両を制御するコントローラとを更に備え、前記コントローラは、前記浄化装置を暖機する要求があるか否かを判断し、前記浄化装置を暖機する要求があると判断したことにより前記浄化装置を暖機している間にアクセル操作された場合に、前記第２モータにより駆動力を発生させ、
前記第２モータにより発生させることが可能な駆動力が予め定められた所定値よりも大きい場合に、前記係合機構の連結を解除し、かつ前記エンジンの点火時期を遅角させる遅角制御を実行し、前記第２モータにより発生させることが可能な駆動力が前記所定値以下である場合に、前記係合機構を連結し、かつ前記遅角制御を実行し、前記係合機構の連結を解除している場合の遅角量が、前記係合機構を連結している場合の遅角量よりも大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記浄化装置の温度を検出する温度センサと、前記検出した浄化装置の温度と前記浄化装置の活性温度とを比較する温度比較器と、前記エンジンの点火時期を制御する点火指令器とを更に備え、前記コントローラは、前記温度センサにより前記浄化装置の温度を検出し、前記温度比較器により前記検出した浄化装置の温度と前記活性温度とを比較し、前記浄化装置の温度が前記活性温度未満であると判断した場合に、前記浄化装置の暖機の要求があると判断して、前記点火指令器により前記遅角制御を実行するように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記浄化装置を暖機する要求があると判断した場合に、前記エンジンが自立運転中であるか否かを判断し、前記エンジンが自立運転中でないと判断された場合に、前記第１モータにより前記エンジンを自立運転可能な所定の回転数までモータリングし、前記モータリングが完了した後に前記係合機構の連結を解除するように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記係合機構を連結して前記浄化装置の暖機を行う際に、前記エンジンで前記第１モータを駆動して発電させるように構成してよい。

また、この発明では、前記第１モータおよび前記第２モータに対して電気的に連結された蓄電装置を更に備え、前記コントローラは、前記第２モータにより発生させることが可能な駆動力が前記所定値以下であるか否かの判断を、前記蓄電装置の充電残量が予め定められた所定残量以下の場合に前記発生させることが可能な駆動力が前記所定値以下であると判断し、前記充電残量が前記所定残量以下である場合に、前記係合機構を連結し、前記充電残量が前記所定残量より大きい場合に、前記係合機構の連結を解除するように構成してよい。

また、この発明では、前記第１モータおよび前記第２モータに対して電気的に連結された蓄電装置を更に備え、前記ハイブリッド車両は、前記蓄電装置の充電残量を維持する第１走行モードと、前記蓄電装置に蓄電された電力を積極的に使用する第２走行モードとを選択的に設定できるように構成され、前記コントローラは、前記第１走行モードが設定されている場合に、前記係合機構を連結し、前記第２走行モードが設定されている場合に、前記係合機構の連結を解除するように構成してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記浄化装置を暖機する要求があるか否かを判断し、前記浄化装置を暖機する要求がないと判断した場合に、前記係合機構を連結するように構成してよい。

そして、この発明では、前記差動機構は、前記エンジンが連結されている第１回転要素と、前記第１モータが連結されている第２回転要素と、駆動輪にトルクを出力する第３回転要素とによって差動作用を行う第１差動機構と、出力部材が連結されている第４回転要素と、前記第３回転要素に連結されている第５回転要素と、第６回転要素とによって差動作用を行う第２差動機構とを含み、前記係合機構は、前記第６回転要素と前記第１回転要素とを連結し、またその連結を解く第１係合機構と、前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのうち少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またその連結を解く第２係合機構とを含んで構成してよい。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、触媒の暖機を実行する際に、点火時期を遅角する制御を実行し、温度の高い排ガスを触媒に導いて触媒を早期に活性温度に昇温する。また、この遅角制御を実行する際に、エンジンと第１モータとの連結を解除するために、係合機構を解放するように構成されている。具体的には、第１モータでエンジンをモータリングした後、エンジンが自立運転可能な回転数に達したら第１モータとエンジンとを切り離すように構成されている。そのため、触媒を暖機する際に、エンジンの回転に伴って、第１モータが連れ回ることを回避できる。言い換えれば、第１モータが負荷となってしまうことを回避でき、その結果、遅角制御を実行した際に生じるトルクの変動（回転変動）、ならびに、そのエンジントルクの変動に伴う駆動トルクの変動を抑制できる。また、そのように、エンジントルクならびに駆動トルクの変動を抑制できるため、点火時期の遅角量を第１モータが連結されている場合に比べて大きくでき、その結果、早期に触媒を暖機することができる。

また、この発明によれば、上述のように、第１モータをエンジンから切り離すことにより上述のトルク変動を抑制できるため、クランクシャフトの回転変動により判定する失火判定において、その失火の誤判定が生じることを抑制もしくは回避できる。

そして、この発明によれば、駆動力源として第２モータを更に備えており、前記係合機構の連結が解除されている場合には、第２モータにより駆動力を発生させることができる。したがって、早期に触媒暖機を実現するとともに、駆動トルクを出力できる。

駆動装置の一例を説明するためのスケルトン図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ブレーキ機構の係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 EV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 シングルモードでの動作状態を説明するための共線図である。 CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示す図である。 この発明の実施形態における制御例を説明するためのフローチャートである。 図１２に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。 この発明の実施形態における他の制御例を説明するためのフローチャートである。 図１４に示す制御例を実行した場合における各パラメータの変化を説明するためのタイムチャートである。

この発明の実施形態におけるハイブリッド車両（以下、車両と記す）Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１は、前輪（駆動輪）１Ｒ，１Ｌを駆動するための駆動装置２を示し、駆動装置２は、エンジン（ＥＮＧ）３と二つのモータ４，５とを駆動力源として備えたいわゆる２モータタイプの駆動装置である。第１モータ４は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン３の回転数を第１モータ４によって制御するとともに、第１モータ４で発電した電力により第２モータ５を駆動し、その第２モータ５が出力するトルクを走行のための駆動力に加えるように構成されている。なお、第２モータ５は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。

エンジン３には、この発明の実施形態における差動機構に相当する動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン３が出力したトルクを第１モータ４側と出力側とに分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

分割部７は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第１差動機構）によって構成されている。図１に示す分割部７は、サンギヤ９と、サンギヤ９に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１０と、これらサンギヤ９とリングギヤ１０との間に配置されてサンギヤ９とリングギヤ１０とに噛み合っているピニオンギヤ１１と、ピニオンギヤ１１を自転および公転可能に保持するキャリヤ１２とを有している。なお、キャリヤ１２がこの発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、サンギヤ９がこの発明の実施形態における「第２回転要素」に相当し、リングギヤ１０がこの発明の実施形態における「第３回転要素」に相当する。

エンジン３が出力した動力が前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン３の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構（図示せず）を配置してもよい。

サンギヤ９に第１モータ４が連結されている。図１に示す例では、分割部７および第１モータ４は、エンジン３の回転中心軸線と同一の軸線上に配置され、第１モータ４は分割部７を挟んでエンジン３とは反対側に配置されている。さらに、変速部８が、この分割部７とエンジン３との間で、これら分割部７およびエンジン３と同一の軸線上に、その軸線の方向に並んで配置されている。

変速部８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速部８は、上記の分割部７と同様に、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有している。したがって、変速部８は、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構（第２差動機構）となっている。この変速部８におけるサンギヤ１５に分割部７におけるリングギヤ１０が連結されている。また、変速部８におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。なお、上記のリングギヤ１６がこの発明の実施形態における「第４回転要素」に相当し、サンギヤ１５がこの発明の実施形態における「第５回転要素」に相当し、キャリヤ１８がこの発明の実施形態における「第６回転要素」に相当し、出力ギヤ１９がこの発明の実施形態における「出力部材」に相当する。

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構（第１係合機構）CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２および入力軸１４に選択的に連結するように構成されている。具体的には、第１クラッチ機構CL1は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１２ａ，１２ｂを有している。一方の回転部材１２ａは入力軸１４に連結され、他方の回転部材１２ｂはキャリヤ１８に連結されている。この第１クラッチ機構CL1は、湿式多板クラッチなどの摩擦式のクラッチ機構であってもよく、あるいはドグクラッチなどの噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。または、制御信号が入力されることにより連結状態と解放状態とを切り替え、かつ制御信号が入力されていない場合に、制御信号が入力されなくなる直前の状態（連結状態または解放状態）を維持するように構成されたいわゆるノーマルステイ型のクラッチ機構であってもよい。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。すなわち、入力軸１４と第１モータ４の出力軸４ａと、後述するドリブンギヤ２１とが差動回転できるように複合遊星歯車機構が構成されている。

さらに、変速部８の全体を一体化させるための第２クラッチ機構（第２係合機構）CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、摩擦式、噛み合い式、あるいは、ノーマルステイ型のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。具体的には、第２クラッチ機構CL2は、互いに係合することによりトルクを伝達し、また互いに解放することによりトルクを遮断する回転部材１８ａ，１８ｂを有している。一方の回転部材１８ａはキャリヤ１８に連結され、他方の回転部材１８ｂはリングギヤ１６に連結されている。

上記のエンジン３や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト２０が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ２１がこのカウンタシャフト２０に取り付けられている。また、カウンタシャフト２０にはドライブギヤ２２が取り付けられており、このドライブギヤ２２が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット２３におけるリングギヤ２４に噛み合っている。さらに、前記ドリブンギヤ２１には、第２モータ５におけるロータシャフト２５に取り付けられたドライブギヤ２６が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ５が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ２１の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット２３から左右のドライブシャフト２７に出力し、その動力やトルクが前輪１Ｒ，１Ｌに伝達されるように構成されている。

なお、駆動装置２には、第１モータ４を走行のための駆動力源とする場合に、エンジン３の回転を止めるための摩擦式あるいは噛み合い式のブレーキ機構（第３係合機構）B1が設けられている。すなわち、ブレーキ機構B1は所定の固定部と出力軸１３または入力軸１４との間に設けられ、係合して出力軸１３または入力軸１４を固定することにより、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。なお、ブレーキ機構B1は、第１モータ４が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させることができればよく、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させることができればよい。または、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン３がその駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するワンウェイクラッチをブレーキ機構B1として設けてもよい。

また、エンジン３の排気系統２８に、この発明の実施形態における「エンジンの排気を浄化する浄化装置」に相当する浄化触媒（以下、単に触媒と称する）２９が設けられている。触媒２９は、エンジン３から排出される燃焼排ガス中のＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）などを酸化させてその濃度を低下させ、また窒素酸化物を還元してその濃度を低下させる排ガス浄化装置であり、所定の活性化温度まで昇温することが要求される装置である。なお、過熱による損傷を避けるために所定の上限温度が定められている。

第１モータ４にインバータやコンバータなどを備えた第１電力制御装置３０が連結され、第２モータ５にインバータやコンバータなどを備えた第２電力制御装置３１が連結され、それらの各電力制御装置３０，３１は、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などから構成された蓄電装置３２に電気的に連結されている。また、上記第１電力制御装置３０と第２電力制御装置３１とが相互に電力を供給できるように構成されている。具体的には、第１モータ４が反力トルクを出力することに伴って発電機として機能する場合には、第１モータ４で発電された電力を第２モータ５に供給することができるように構成されている。

なお、上記の蓄電装置３２は、上述したようにリチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池などによって構成される。それら蓄電装置３２は、それぞれ特性が異なるから、車両Ｖｅは、蓄電装置３２を単一種類の装置から構成することに限られず、複数の蓄電装置３２を、各装置の特性を考慮して組み合わせて構成してもよい。

上記の各電力制御装置３０，３１におけるインバータやコンバータ、エンジン３、各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1を制御するための電子制御装置（ECU）３３が設けられている。このECU３３は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図２は、ECU３３の構成の一例を説明するためのブロック図である。図２に示す例では、統合ECU３４、MG-ECU３５、エンジンECU３６、および、クラッチECU３７によりECU３３が構成されている。

統合ECU３４は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサから入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて演算を行い、その演算結果を、MG-ECU３５、エンジンECU３６、およびクラッチECU３７に指令信号を出力するように構成されている。統合ECU３４に入力される各種センサからのデータの一例を図２に示してある。車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)４の回転数、第２モータ(MG2)５の回転数、エンジン３の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるカウンタシャフト２０の回転数である出力回転数、各クラッチ機構CL1，CL2やブレーキ機構B1に設けられたピストン（アクチュエータ）のストローク量、蓄電装置３２の温度、各電力制御装置３０，３１の温度、第１モータ４の温度、第２モータ５の温度、分割部７や変速部８などを潤滑するオイル（ＡＴＦ）の温度、蓄電装置３２の充電残量（SOC）、触媒２９の温度などのデータが、統合ECU３４に入力される。また、統合ECU３４は、図２に示すように、入力された触媒２９の温度と触媒２９の活性温度とを比較する温度比較器３４ａを備えており、例えば触媒温度センサで検出した触媒２９の温度が、前記活性温度より低い場合に、触媒暖機の要求があると判断する。

そして、統合ECU３４に入力されたデータなどに基づいて第１モータ４の運転状態（出力トルクや回転数）、第２モータ５の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU３５に出力する。同様に、統合ECU３４に入力されたデータなどに基づいてエンジン３の運転状態（出力トルクや回転数）を求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU３６に出力する。同様に、統合ECU３４に入力されたデータなどに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2、およびブレーキ機構B1の伝達トルク容量（「０」を含む）を求めて、それらの求められたデータを指令信号としてクラッチECU３７に出力する。

MG-ECU３５は、上記のように統合ECU３４から入力されたデータに基づいて各モータ４，５に通電するべき電流値を求めて、各モータ４，５に指令信号を出力する。各モータ４，５は、交流式のモータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU３６は、上記のように統合ECU３４から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流値やパルス数、点火装置で燃料を着火するための電流値やパルス数、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流値やパルス数、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値やパルス数などの指令値を求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジン３の出力（パワー）や、エンジン３の出力トルク、もしくはエンジン回転数を制御するための指示信号を、エンジンECU３６から出力する。なお、エンジンECU３６は、図２に示すように点火時期を制御する点火指令器３６ａを備えており、例えば触媒暖機の要求があり、点火時期の遅角制御を実行する場合、この点火指令器３６ａにより点火時期を制御するための指令信号を点火装置に出力する。

クラッチECU３７は、上記のように統合ECU３４から入力されたデータに基づいて各クラッチ機構CL1，CL2およびブレーキ機構B1の係合圧を定めるアクチュエータに通電するべき指令値を求めて、それぞれのアクチュエータに指令信号を出力する。

上記の駆動装置２は、エンジン３から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン３から駆動トルクを出力することなく、第１モータ４や第２モータ５から駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。さらに、HV走行モードは、第１モータ４を低回転数で回転させた場合（「０」回転を含む）において、変速部８のリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が高回転数となるHV-Loモードと、変速部８のリングギヤ１６の回転数よりもエンジン３（または入力軸１４）の回転数が低回転数となるHV-Hiモードと、変速部８のリングギヤ１６の回転数とエンジン３（または入力軸１４）の回転数が同一である直結モード（固定段モード）とを設定することが可能である。なお、HV-LoモードとHV-Hiモードとでは、トルクの増幅率はHV-Loモードの方が大きくなる。

またさらに、EV走行モードは、第１モータ４および第２モータ５から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ４から駆動トルクを出力せずに第２モータ５のみから駆動トルクを出力するシングルモード（切り離しモード）とを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ４から出力されたトルクの増幅率がEV-Loモードより小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ５のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1、およびエンジン３、各モータ４，５を制御することにより設定される。図３に、これらの走行モードと、各走行モードにおける、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ブレーキ機構B1の係合および解放の状態、第１モータ４および第２モータ５の運転状態、エンジン３からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「－」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ４や第２モータ５が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン３から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン３から駆動トルクを出力していない状態を示している。

各走行モードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン３、各モータ４，５のトルクの向きを説明するための共線図を図４ないし図９に示している。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。

図４に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。また、図５に示すようにHV-Loモードでは、エンジン３から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ４から反力トルクを出力する。上記HV-HiモードやHV-Loモードが設定されている場合の第１モータ４の回転数は、エンジン３の燃費や第１モータ４の駆動効率などを考慮した駆動装置２全体としての効率（消費エネルギー量を前輪１Ｒ，１Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となるように制御される。上記の第１モータ４の回転数は無段階に連続的に変化させることができ、その第１モータ４の回転数と車速とに基づいてエンジン回転数が定まる。したがって、動力分割機構６は、無段変速機として機能できる。

上記のように第１モータ４から反力トルクを出力することにより、第１モータ４が発電機として機能する場合には、エンジン３の動力の一部が第１モータ４により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン３の動力から第１モータ４により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。その第１モータ４から出力する反力トルクは、動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクの分割率に応じて定められる。この動力分割機構６を介してエンジン３から第１モータ４側に伝達されるトルクと、リングギヤ１６側に伝達されるトルクとの比、すなわち動力分割機構６におけるトルクの分割率は、HV-LoモードとHV-Hiモードとで異なる。

具体的には、第１モータ４側に伝達されるトルクを「１」とした場合、HV-Loモードではリングギヤ１６側に伝達されるトルクの割合であるトルク分割率は、「１／（ρ１×ρ２）」となり、HV-Hiモードではそのトルク分割率は、「１／ρ１」となる。すなわち、エンジン３から出力されたトルクのうちリングギヤ１６に伝達されるトルクの割合は、HV-Loモードでは、「１／（１－（ρ１×ρ２））」となり、HV-Hiモードでは、「１／（ρ１＋１）」となる。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値である。したがって、HV-Loモードが設定されている場合には、HV-Hiモードが設定されている場合と比較して、リングギヤ１６に伝達されるトルクの割合が大きくなる。

なお、エンジン３の出力を増大させてエンジン３の回転数を増大させている場合には、エンジン３の出力のうちエンジン３の回転数を増大させるために要したパワーを減じたパワーに相当するトルクが、エンジン３から出力されるトルクとなる。そして、第１モータ４により発電された電力が第２モータ５に供給される。その場合、必要に応じて蓄電装置３２に充電されている電力も第２モータ５に供給される。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図６に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン３の動力の全てが動力分割機構６から出力される。言い換えると、エンジン３の動力の一部が、第１モータ４や第２モータ５により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じるジュール損などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率を向上させることができる。

さらに、図７および図８に示すようにEV-LoモードとEV-Hiモードとでは、ブレーキ機構B1を係合するとともに各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。具体的には、図７に示すようにEV-Loモードでは、ブレーキ機構B1および第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、正方向になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。また、図８に示すようにEV-Hiモードでは、ブレーキ機構B1および第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、各モータ４，５から駆動トルクを出力して走行する。すなわち、ブレーキ機構B1により、出力軸１３またはキャリヤ１２が回転することを制限するための反力トルクを作用させる。その場合における第１モータ４の回転方向は、エンジン３の回転方向（正方向）とは反対方向（負方向）になり、かつ出力トルクの向きは、その回転数を増大させる方向となる。

また、変速部８のリングギヤ１６の回転数と第１モータ４の回転数との回転数比は、EV-Loモードの方がEV-Hiモードよりも大きくなる。すなわち、同一車速で走行している場合には、EV-Loモードを設定する場合の方が、EV-Hiモードを設定する場合よりも第１モータ４の回転数が高回転数になる。つまり、EV-Loモードの方が、EV-Hiモードよりも減速比が大きい。そのため、EV-Loモードを設定することにより大きな駆動力を得ることができる。なお、上記のリングギヤ１６の回転数は、出力部材（あるいは出力側）の回転数であって、図１のギヤトレーンでは、便宜上リングギヤ１６から駆動輪までの各部材のギヤ比は１とする。そして、シングルモードでは、図９に示すように第２モータ５のみから駆動トルクを出力しており、かつ各クラッチ機構CL1，CL2が解放されていることにより、動力分割機構６の各回転要素は停止した状態になる。したがって、エンジン３や第１モータ４を連れ回すことによる動力損失を低減することができる。

蓄電装置３２の充電残量（SOC）、車速、要求駆動力などに基づいて上記の各走行モードを定めるように構成されている。この発明の実施形態では、蓄電装置３２の充電残量を維持するように各走行モードを設定するCS（Charge Sustain）モードと、蓄電装置に充電された電力を積極的に使用するCD（Charge Depleting）モードとを、蓄電装置３２の充電残量に応じて選択するように構成されている。具体的には、蓄電装置３２の充電残量が低下している場合などに、CSモードを選択し、蓄電装置３２の充電残量が比較的多い場合などにCDモードを選択するように構成されている。なお、上記のCSモードがこの発明の実施形態における「第１走行モード」に相当し、CDモードがこの発明の実施形態における「第２走行モード」に相当する。

図１０には、CSモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１０に示す例では、前進走行しており、要求駆動力が比較的小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性に基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が比較的大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３２の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかのモードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの運転状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードは、図１０に示す各ラインを運転点が横切ることにより切り替えるように構成されている。具体的には、図１０における「Lo←Fix」のラインを運転点が図１０における右側から左側に向けて横切って変化した場合や、下側から上側に向けて横切って変化した場合に、直結モードからHV-Loモードに切り替えるように構成され、「Lo→Fix」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切って変化した場合や、上側から下側に向けて横切って変化した場合に、HV-Loモードから直結モードに切り替えるように構成されている。同様に、図１０における「Fix←Hi」のラインを運転点が右側から左側に向けて横切って変化した場合や、下側から上側に向けて横切って変化した場合に、HV-Hiモードから直結モードに切り替えるように構成され、「Fix→Hi」のラインを運転点が左側から右側に向けて横切って変化した場合や、上側から下側に向けて横切って変化した場合に、直結モードからHV-Hiモードに切り替えるように構成されている。

図１１には、CDモードが選択されている際に各走行モードを定めるためのマップの一例を示している。このマップの横軸は車速を示し、縦軸は要求駆動力を示している。なお、車速は車速センサにより検出されたデータから求めることができ、要求駆動力はアクセル開度センサにより検出されたデータから求めることができる。

図１１に示す例では、前進走行しており、要求駆動力が第１駆動力F1よりも小さい場合（減速要求を含む）に、シングルモードを設定するように構成されている。このシングルモードを設定する領域は、第２モータ５の特性などに基づいて定められている。なお、シングルモードを設定する領域にハッチングを付してある。

また、前進走行しており、かつ要求駆動力が第１駆動力F1よりも大きい場合には、デュアルモードが設定される。さらに、第１車速V1よりも高車速である場合や、第２車速V2よりも高車速でありかつ要求駆動力が第２駆動力F2よりも大きい場合には、HV走行モードが設定される。なお、HV走行モードは、低車速域から高車速域に亘って駆動力を出力できるため、蓄電装置３２の充電残量が下限値近傍となった場合などには、シングルモードやデュアルモードが設定されるべき領域であっても、HV走行モードを設定することがある。

さらに、HV走行モードを設定する場合においては、車速と要求駆動力に応じてHV-LoモードやHV-Hiモード、あるいは直結モードのいずれかの走行モードを選択するように構成されている。具体的には、比較的低車速の場合や要求駆動力が比較的大きい場合に、HV-Loモードが選択され、比較的高車速でかつ要求駆動力が比較的小さい場合に、HV-Hiモードが選択され、車両Ｖｅの走行状態がHV-LoモードとHV-Hiモードとを設定する領域の間の運転点（車速と要求駆動力とに基づいた値）の場合に、直結モードが選択されるように構成されている。

また、上記のHV-Loモード、直結モード、HV-Hiモードの各走行モードは、図１１に示す各ラインを横切って運転点が変化することにより切り替えられるように構成されている。具体的には、図１１における「Lo⇔Fix」のラインを運転点が横切って変化した場合に、直結モードとHV-Loモードとが相互に切り替えられるように構成されている。同様に、図１１における「Fix⇔Hi」のラインを運転点が横切って変化した場合に、HV-Hiモードと直結モードとが相互に切り替えられるように構成されている。

なお、図１０や図１１に示す走行モードを設定する領域や、ＨＶ走行モードを設定する条件下におけるモードの切り替えを行うためのラインは、駆動装置２を構成する各部材の温度や、蓄電装置３２あるいは電力制御装置３０，３１の温度、もしくは蓄電装置３２の充電残量などに応じて変動するように構成してもよい。

このように構成された車両Ｖｅは、上述したように、エンジン３の排気系統２８には、排気を浄化する触媒２９が設けられており、例えばエンジン３の温度が低い冷間始動の際には、その触媒２９の温度が低く、触媒２９を活性化させる所定の温度に制御あるいは昇温すべく触媒暖機を行う。触媒の暖機を行う際は、一般的にエンジン３の制御において、点火時期を遅角させる。つまり、点火時期を遅角することにより排気行程側で燃焼を行い、温度の高い排気を触媒２９に導いて触媒２９を早期に活性化させるとともに暖機を促進させる。

一方、図１に示す車両Ｖｅで、点火時期を遅角させて触媒２９を暖機すると、エンジン３と第１モータ４とはクラッチ機構CL1（CL2）を介して連結されているから、第１モータ４が慣性負荷となってしまい、エンジン３のトルク変動が増大する、ならびに、それに起因した駆動トルクの変動が生じることがあり、ひいては車両Ｖｅの挙動が不安定となることがある。そこで、この発明の実施形態では、触媒２９を暖機する際のトルク変動を抑制するように構成されている。以下に、ECU３３で実行される制御例について説明する。

図１２は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、先ず、触媒暖機の要求があるか否かを判断する（ステップＳ１）。触媒暖機の要求があるか否かの判断は、例えば触媒温度センサよって検出した触媒２９の温度と、所定の触媒活性温度とを比較することで判断でき、したがって、触媒２９の温度が活性温度未満の場合には、このステップＳ１で肯定的に判断される。なお、触媒２９の温度が活性温度未満か否かは、上述の温度比較器３４ａによって判断される。

このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち触媒暖機の要求があると判断された場合には、エンジン３が自立運転中か否かを判断する（ステップＳ２）。触媒２９の暖機は、エンジン３が回転している状態が条件であるため、未だエンジン３が自立運転（例えばアイドル運転状態）していない場合には、エンジン３を自立運転（自立回転）させることを要する。したがって、このステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわちエンジン３が自立運転していない場合には、第１モータ４でエンジン３をモータリングする（ステップＳ３）。具体的には、第１モータ４が負トルクを出力することにより、エンジン３の回転数を自立運転可能な回転数まで引き上げる。

そして、モータリングされることによりエンジン３が自立運転に移行した場合、あるいは、上記のステップＳ２でエンジン３が自立運転中であると肯定的に判断された場合には、第１モータ４は切り離した状態であるか否かを判断する（ステップＳ４）。

触媒２９の暖機は、エンジン３の始動後に早期に活性温度まで昇温させることが望ましい。早期に触媒２９を暖機するためには、従来知られているように、点火時期を遅角させることにより排気温度を上昇させて暖機を促進する。一方、エンジン３と第１モータ４とがトルク伝達可能な状態に接続されている場合には、触媒２９を暖機する際に、第１モータ４が連れ回ることになり、その状態で点火時期を遅角させると、トルクの変動が増大する。そこで、この発明の実施形態では、点火時期を遅角させるにあたり、第１モータ４とエンジン３とのトルク伝達を不能とする。したがって、このステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち第１モータ４を切り離した状態でないと判断された場合には、第１モータ４を動力伝達経路から切り離す（ステップＳ５）。つまり、現在係合している第１クラッチ機構CL1あるいは第２クラッチ機構CL2を解放する。HV-Loモードの状態であれば係合している第１クラッチ機構CL1を解放し、HV-Hiモードの状態であれば係合している第２クラッチ機構CL2を解放する。

そして、エンジン３と第１モータ４との連結が解かれた状態で、点火時期の遅角制御を実行する（ステップＳ６）。なお、この状態で、遅角制御を実行した場合は、第１モータ４を切り離している状態であるから、比較的トルクの変動が少ない。したがって、その遅角制御における遅角量は、過熱による損傷を避けるための上限温度を考慮した上で、比較的大きく制御されてよい。

また、上記のステップＳ４で肯定的に判断された場合も同様にステップＳ６へ進む。つまり、第１モータ４を切り離した状態である場合には、上記のステップＳ６で説明したように、遅角制御を実行する。なお、この遅角制御は、上述の点火指令器３６ａによって実行される。

一方、上述のステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち触媒２９の温度が所定温度以上であることにより、触媒暖機を要しないと判断された場合には、通常の制御を実行し（ステップＳ７）、リターンする。すなわち、ステップＳ６で説明した大きな遅角制御は実行せず、現在の走行状態に応じてエンジン、各モータ４，５、ならびに、各クラッチ機構CL1,CL2を制御する。

つぎに、図１２の制御例を実行した場合における遅角量などの変化をタイムチャートを参照して説明する。図１３は、そのタイムチャートを示す図であって、触媒２９の温度、各クラッチ機構CL1,CL2の状態、エンジン３、第１モータ４、および、第２モータ５の各トルク、ならびに、各回転数、遅角量の変化をそれぞれ示している。また、この図１３に示すタイムチャートは、READY ONしたタイミングであり、したがって、車両Ｖｅが停車している状態から触媒２９を暖機する場合の例を示している。以下、具体的に説明する。

先ず、停車時は、Loモードで停車しているのが通常である。したがって、図１３に示すように、第１クラッチ機構CL1がＯＮとされ、第２クラッチ機構CL2がＯＦＦとされている。その状態から、触媒２９の温度が所定温度（活性温度）より低いことが検知されたことにより、エンジン３の始動を開始する（ｔ１時点）。エンジン３の始動は、上述のフローチャートで説明したように、第１モータ４によりエンジン３が自立運転可能な回転数までモータリングする。したがって、ｔ１時点からｔ２時点に渡って、第１モータ４がエンジン３の回転方向とは反対側にトルク（負トルク）を出力するとともに、第１モータの回転数も負方向に増大する。なお、この際に、出力部材側に負トルクが伝達されるので、その負トルクを相殺するように第２モータ５のトルクを増大させる。また、図１３に示す第２モータ５のトルクは、リングギヤの軸トルクに換算した値を示している。

ついで、エンジン回転数が第１モータ４のモータリングにより自立運転可能な回転数まで増大したので、それに応じて第１モータ４のトルクを「０」に戻す（ｔ２時点）。そして、第１モータ４のトルクを「０」にしたら、エンジン３と第１モータ４との連結を解除すべく、第１クラッチ機構CL1を解放する（ｔ３時点）。つまり、触媒２９を暖機するにあたり、第１モータ４が慣性負荷となってしまうことを防止するために、第１クラッチ機構CL1を解放する。そして、第１クラッチ機構CL1が解放されたら、第１モータ４の回転数を「０」に向けて低減させる（ｔ４～ｔ５時点）。

ついで、第１モータの回転数が「０」になったら、エンジン３の点火時期の遅角量の変更を開始する（ｔ６時点）。すなわち、触媒２９の暖機を早期に実行するために、点火時期を遅角することにより排気行程側で燃焼を行い、温度の高い排気を触媒２９に導いて触媒２９を早期に活性温度に向けて促進する。なお、遅角量は、現在の触媒２９の温度に応じて決定してよい。また、この図１３に示す例では、第１クラッチ機構CL1が解放されており、エンジン３と第１モータ４との間のトルク伝達は不能とされているため、第１モータ４が慣性負荷とならない。したがって、遅角制御を実行することによるトルク変動が少ない。そのため、早期に触媒２９を暖機するために遅角量を所定の大きさに制御してよい。すなわち比較的大きな遅角量としてよい。

なお、この発明の実施形態では、図１３に示すように第１モータ４の回転数を「０」に低減させた後に、点火時期の遅角を開始しているものの、この点火時期の遅角の開始は、第１モータ４の回転数を低減させる制御と同時に、あるいは、その制御と並行して開始してもよい。すなわちｔ４時点から遅角制御を開始してもよい。

そして、ｔ７時点でアクセル操作されている。したがって、駆動力を発生させるために第２モータ５でトルクを発生させる。すなわちＥＶ走行モード（シングルモード）で走行する。

このように、この発明の実施形態では、触媒２９の暖機を実行する際に、点火時期を遅角する制御を実行し、排気行程側で燃焼を行い、温度の高い排気を触媒２９に導いて触媒２９を早期に活性化させるように構成されている。また、この遅角制御を実行する際に、エンジン３と第１モータ４との連結を解除するために、第１クラッチ機構CL1を解放するように構成されている。具体的には、第１モータ４でエンジン３をモータリングすることによりエンジン３が自立運転可能な回転数に達したら第１モータ４とエンジン３とを切り離すように構成されている。そのため、触媒２９を暖機する際に、エンジン３の回転に伴って、第１モータ４が連れ回ることを回避できる。言い換えれば、第１モータ４が慣性負荷となることを回避でき、その結果、遅角制御を実行した際に生じるトルクの変動（回転変動）を抑制できる。また、そのように、トルクの変動を抑制できるため、遅角量を第１モータ４が連結されている場合に比べて大きくでき、その結果、早期に触媒２９を暖機することができる。

また、この発明の実施形態では、上述のように、第１モータ４をエンジン３から切り離すことにより上述のトルク変動を抑制できるため、クランクシャフトの回転変動により判定する失火判定において、その失火の誤判定が生じることを抑制もしくは回避できる。

また、上述のようなエンジン３のトルク変動を抑制できることにより、車両Ｖｅの挙動が不安定になることを抑制できる。さらに、早期に触媒２９を暖機することにより、効率よくエンジン３を運転させることができるので、ひいては燃費を向上させることができる。

また、この発明の実施形態では、アクセルがＯＮされた場合には、第２モータ５のトルクで駆動力を発生させるように構成されている。つまり、上述のように第１クラッチ機構CL1を解放した場合には、エンジン３の動力によって走行することができないものの、蓄電装置３２から電力を第２モータ５へ供給して走行することにより、ＥＶ走行できる。したがって、この発明の実施形態によれば、触媒２９の暖機を早期に実現するとともに、駆動力を発生させて走行することができる。

つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。上述した例では、触媒２９を暖機する際に、第１クラッチ機構CL1を解放することにより、エンジン３と第１モータ４とのトルク伝達を遮断し、遅角制御における遅角量を比較的大きくするように構成されている。また、運転者がアクセル操作した場合には、第２モータ５により駆動力を発生させるように構成されている。一方、第２モータ５で発生させることが可能な駆動力（以下、ＥＶ駆動力とも称する）は、蓄電装置３２の充電残量や設定されている走行モードに依存するため、例えば、蓄電装置３２の充電残量が低下している場合、あるいは、蓄電装置３２の充電残量を維持するCSモードが選択されている場合には、要求駆動力を満たすためにエンジン３で駆動力を発生させる場合がある。そこで、以下に示す実施形態では、発生させることが可能なＥＶ駆動力が比較的に小さい所定値以下の場合に、エンジン３の動力を付加できる状態にしつつ、触媒２９の暖機の制御を実行するように構成されている。

図１４は、その制御の一例を示すフローチャートである。なお、上述の図１２の制御例と同様のステップについては、同じステップ番号を付し、そのステップにおける制御内容の説明については、簡略化あるいは省略する。先ず、触媒暖機の要求があるか否かを触媒２９の温度によって判断し（ステップＳ１）、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち触媒２９の温度が所定の活性温度未満の場合には、エンジン３が自立運転中か否かを判断する（ステップＳ２）。このステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわちエンジン３が自立運転していないと判断された場合には、エンジン３を自立運転可能な回転数まで第１モータ４によりモータリングする（ステップＳ３）。

そして、エンジン３が既に自立運転中の場合、あるいは、上記のモータリングにより自立運転可能となった場合には、第１モータ４が発電中か否かを判断する（ステップＳ４０。上述したように、この図１４に示す制御例では、発生させることが可能なＥＶ駆動力が比較的小さく、エンジン３による駆動力を発生させることが可能なように第１クラッチ機構CL1を係合している。すなわち、エンジン３と第１モータ４とがトルク伝達可能な状態とされている。また、第２モータ５で発生させることが可能な駆動力が制限されている要因としては、蓄電装置３２の充電残量が小さいことが想定されるため、第１モータ４で発電して、蓄電装置３２の充電残量を増大させることが好ましい。

また、この発明の実施形態は、触媒２９の暖機を早期に実現することが目的であり、早期に触媒２９を暖機するためには、上述したように温度の高い排気を触媒２９に導く、あるいは、排気中の空気量を多くすることが有効である。したがって、このステップＳ４０で否定的に判断された場合、すなわち第１モータ４が発電中でないと判断された場合には、第１モータ４を発電機として機能させる（ステップＳ５０）。また、第１クラッチ機構CL1が係合しており、エンジン３と第１モータ４とはトルク伝達可能な状態であるから、エンジントルクで第１モータ４を駆動して発電量を増大させる。つまり、エンジン３の出力を増大させることで排出する空気量を増大させて、触媒２９での酸化反応を促進する。

そして、ステップＳ４０で肯定的に判断された場合、すなわち既に第１モータ４で発電中の場合、あるいは、ステップＳ５０で第１モータ４による発電を実行した場合には、併せて触媒暖機のための遅角制御を行う（ステップＳ６０）。なお、この遅角制御は、上述の第１モータ４を切り離した図１２の制御例におけるステップ６と同様であるものの、その遅角量は、図１２の制御例に比べて小さい。つまり、この図１４に示す制御例では、第１クラッチ機構CL1が係合しているため、エンジン３を回転させることによって第１モータ４が連れ回ることになり、上述の遅角制御によるトルク変動が増大する。そのため、図１４に示す制御例では、そのトルク変動を低減させるために、遅角量を小さくする。

つぎに、図１４の制御例を実行した場合における遅角量などの変化をタイムチャートを参照して説明する。図１５は、そのタイムチャートを示す図であって、触媒２９の温度、各クラッチ機構CL1,CL2の状態、エンジン３、第１モータ４、および、第２モータ５の各トルク、ならびに、各回転数、遅角量の変化をそれぞれ示している。また、この図１５に示すタイムチャートは、READY ONしたタイミングであり、したがって、車両Ｖｅが停車している状態から触媒２９を暖機する場合の例を示している。なお、図１３で説明したタイムチャートと同様の内容については、その内容を簡略化あるいは省略する。

先ず、停車時はLoモードで停車しているのが通常である。したがって、図１５に示すように、第１クラッチ機構CL1がＯＮとされ、第２クラッチ機構CL2がＯＦＦとされている。その状態から、触媒２９の温度が所定温度（活性温度）より低いことが検知されたことにより、エンジン３の始動を開始する（ｔ１時点）。エンジン３の始動は、上述したように、第１モータ４によりエンジン３が自立運転可能な回転数までモータリングする。したがって、ｔ１時点からｔ２時点に渡って、第１モータ４がエンジン３の回転方向とは反対側にトルク（負トルク）を出力するとともに、第１モータ４の回転数も負方向に増大する。なお、この際に、出力部材側に負トルクが伝達されるので、その負トルクを相殺するように第２モータ５のトルクを増大させる。そしてエンジン回転数が第１モータ４のモータリングにより自立運転可能な回転数まで増大したら、それに応じて第１モータ４のトルクを「０」に戻す（ｔ２時点）。

ついで、第１モータ４で発電するために第１モータ４のトルクを増大させる（ｔ３時点）。また、併せてエンジントルクによって第１モータ４を駆動させるために、エンジントルクを増大させる。つまり、上述のステップＳ５０で説明したように、エンジンの出力により第１モータ４を発電させるとともに、エンジン３からの排気する空気量を増大させることにより、触媒２９を活性化させる。すなわち触媒２９を暖機する。なお、図１５に示す例では、ｔ３時点から第１モータ４の発電を開始しているものの、エンジン３の始動完了と同時（ｔ２時点）に発電を開始してもよい。

そして、併せて遅角制御を実行する（ｔ４時点）。なお、この場合の点火時期の遅角量は、上述したように、第１モータ４を切り離した例（図１３のタイムチャート）に比べて、その遅角量を小さくする。つまり、第１クラッチ機構CL1が係合しているため、第１モータ４がエンジン３に連れ回されるので、トルクの変動や失火の誤判定が生じることを抑制するために遅角量を小さくする。なお、ｔ３時点からｔ４時点において、第１モータ４でトルクを発生させているため、出力部材側にエンジントルクが伝達される。したがって、このｔ３時点からｔ４時点では、第２モータ５で負トルクを出力することで、その出力部材側に伝達するトルクを相殺している。

そして、運転者によりアクセル操作されたら第２モータ５のトルクを増大させて駆動力を発生させる（ｔ５時点）。また、更にアクセルが踏み込まれて要求駆動力が増大した場合には、エンジン３により駆動力を発生させる。つまり、図１５に示す例では、第１クラッチ機構CL1は、係合した状態が維持されているから、早期に要求駆動力を発生させることが可能となる。

このように、図１４および図１５に示す例では、触媒２９の暖機を実行する際に、発生させることが可能なＥＶ駆動力が比較的小さいことにより、予め第１クラッチ機構CL1を係合した状態で触媒２９の暖機を行うように構成されている。具体的には、停車時に、エンジン３で第１モータ４を駆動して発電させるとともに、エンジン３の出力を増大させてエンジン３から排出される空気量を増大させるように構成されている。つまり、ＥＶ駆動力が小さく、言い換えれば蓄電装置３２の充電残量が低いので、第１モータ４で発電をしつつ、触媒２９の暖機を実行するように構成されている。なお、この際の点火時期の遅角は、トルク変動による失火の誤判定を抑制するために、比較的小さく制御される。そのため、この発明の実施形態によれば、エンジン３の出力の増大により触媒２９の暖機を早期に実現でき、また遅角量を制限しているためトルク変動によって生じる失火の誤判定が生じることをも抑制できる。

また、第１クラッチ機構CL1が既に係合している状態であるから、例えばアクセルＯＮされて要求駆動力が増大した場合には、スムーズにエンジン３によって駆動力を発生させることができる。

以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した例では、いずれも停車状態では、Loモードが選択されていることが通常であるから、係合機構の制御対象として第１クラッチ機構CL1を制御対象として説明したものの、Hiモードで停車するような場合には、第１クラッチ機構CL1に替えて第２クラッチ機構CL2を制御対象としてもよい。

また、上述したように、蓄電装置３２の充電残量が所定値以下である場合、あるいは、CSモードが選択されている場合などＥＶ駆動力が比較的小さい場合には、エンジン３でスムーズに駆動力を発生させることができるように図１４の制御例を実行するように構成されていたものの、それとは反対にＥＶ駆動力が比較的大きい場合には、第１モータ４を切り離す図１２の制御例を実行してよい。つまり、蓄電装置３２の充電残量が所定値より大きい場合、あるいは、蓄電装置に充電された電力を積極的に使用するCDモードが選択されている場合には、第２モータ５で比較的大きな駆動力を発生させることができるため、各クラッチ機構CL1,CL2を解放（すなわちエンジン３と第１モータ４とのトルク伝達を遮断）して、遅角制御における遅角量を大きくする。

また、遅角量の大きさは、各クラッチ機構CL1,CL2の係合時と解放時とに応じて遅角量を予め定めたマップに応じて決定してもよい。そのようなマップに基づいて遅角量を決定することにより制御内容を簡素化することができる。また、上述したように、遅角制御において、クラッチ機構CL1（CL2）を解放している場合の方がクラッチ機構CL1（CL2）を係合している場合より遅角量を大きくするように制御するものの、遅角中に、要求駆動力が増大するなどして係合要求がされた場合には、遅角量を小さくするように構成してよい。それとは反対に、要求駆動力が低下するなどしてクラッチ機構CL1（CL2）の解放要求がされたら、遅角量を大きくしてよい。

また、上述の実施形態においては、触媒暖機中にクラッチ機構CL1（CL2）を解放させる例を説明したものの、クラッチ機構CL1（CL2）が多板クラッチの場合には、そのクラッチ機構CL1（CL2）を係合状態から伝達トルク容量を低減させるように制御してもよい。また、その伝達トルク容量は、例えば蓄電装置３２の充電残量が多いほど小さくするように構成してよい。つまり、第２モータ５におけるＥＶ駆動力が大きいほど伝達トルク容量を小さくしてよい。

１Ｒ，１Ｌ 前輪
２ 駆動装置
３ エンジン
４ 第１モータ
５ 第２モータ
６ 動力分割機構
７ 分割部
８ 変速部
１９ 出力ギヤ
２８ 排気系統
２９ 触媒（浄化装置）
３２ 蓄電装置
３３，３４，３５，３６，３７ ＥＣＵ
３４ａ 温度比較器
３６ａ 点火指令器
CL1，CL2 クラッチ機構
Ｖｅ 車両

Claims (8)

1. 駆動力源であるエンジンと、前記エンジンの排気を浄化する浄化装置と、発電機能を有する第１モータと、少なくとも三つ以上の回転要素を有する差動機構と、前記エンジンと前記第１モータとをトルク伝達可能に連結する係合機構とを備え、
   前記エンジンが前記回転要素のいずれか一つの回転要素に連結され、前記第１モータが前記回転要素のいずれか他の一つの回転要素に連結され、前記係合機構を連結することにより前記エンジンを回転させた際に前記第１モータが連れて回転するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記差動機構よりも出力側の部材に連結された前記駆動力源としての第２モータと、
   前記ハイブリッド車両を制御するコントローラとを更に備え、
   前記コントローラは、
   前記浄化装置を暖機する要求があるか否かを判断し、
   前記浄化装置を暖機する要求があると判断したことにより前記浄化装置を暖機している間にアクセル操作された場合に、前記第２モータにより駆動力を発生させ、
   前記第２モータにより発生させることが可能な駆動力が予め定められた所定値よりも大きい場合に、前記係合機構の連結を解除し、かつ前記エンジンの点火時期を遅角させる遅角制御を実行し、
   前記第２モータにより発生させることが可能な駆動力が前記所定値以下である場合に、前記係合機構を連結し、かつ前記遅角制御を実行し、
   前記係合機構の連結を解除している場合の遅角量が、前記係合機構を連結している場合の遅角量よりも大きくなるように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記浄化装置の温度を検出する温度センサと、前記検出した浄化装置の温度と前記浄化装置の活性温度とを比較する温度比較器と、前記エンジンの点火時期を制御する点火指令器とを更に備え、
   前記コントローラは、
   前記温度センサにより前記浄化装置の温度を検出し、
   前記温度比較器により前記検出した浄化装置の温度と前記活性温度とを比較し、
   前記浄化装置の温度が前記活性温度未満であると判断した場合に、前記浄化装置の暖機の要求があると判断して、前記点火指令器により前記遅角制御を実行するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記コントローラは、
   前記浄化装置を暖機する要求があると判断した場合に、前記エンジンが自立運転中であるか否かを判断し、
   前記エンジンが自立運転中でないと判断された場合に、前記第１モータにより前記エンジンを自立運転可能な所定の回転数までモータリングし、
   前記モータリングが完了した後に前記係合機構の連結を解除するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記コントローラは、
   前記係合機構を連結して前記浄化装置の暖機を行う際に、前記エンジンで前記第１モータを駆動して発電させるように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記第１モータおよび前記第２モータに対して電気的に連結された蓄電装置を更に備え、
   前記コントローラは、
   前記第２モータにより発生させることが可能な駆動力が前記所定値以下であるか否かの判断を、前記蓄電装置の充電残量が予め定められた所定残量以下の場合に前記発生させることが可能な駆動力が前記所定値以下であると判断し、
   前記充電残量が前記所定残量以下である場合に、前記係合機構を連結し、
   前記充電残量が前記所定残量より大きい場合に、前記係合機構の連結を解除するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記第１モータおよび前記第２モータに対して電気的に連結された蓄電装置を更に備え、
   前記ハイブリッド車両は、前記蓄電装置の充電残量を維持する第１走行モードと、前記蓄電装置に蓄電された電力を積極的に使用する第２走行モードとを選択的に設定できるように構成され、
   前記コントローラは、
   前記第１走行モードが設定されている場合に、前記係合機構を連結し、
   前記第２走行モードが設定されている場合に、前記係合機構の連結を解除するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記コントローラは、
   前記浄化装置を暖機する要求があるか否かを判断し、
   前記浄化装置を暖機する要求がないと判断した場合に、前記係合機構を連結するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記差動機構は、
   前記エンジンが連結されている第１回転要素と、前記第１モータが連結されている第２回転要素と、駆動輪にトルクを出力する第３回転要素とによって差動作用を行う第１差動機構と、出力部材が連結されている第４回転要素と、前記第３回転要素に連結されている第５回転要素と、第６回転要素とによって差動作用を行う第２差動機構とを含み、
   前記係合機構は、
   前記第６回転要素と前記第１回転要素とを連結し、またその連結を解く第１係合機構と、前記第４回転要素と前記第５回転要素と前記第６回転要素とのうち少なくともいずれか二つの回転要素を連結し、またその連結を解く第２係合機構とを含んで構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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