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JP4552921B2 - ハイブリッド車およびその制御方法 - Google Patents

ハイブリッド車およびその制御方法 Download PDF

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Toyota Motor Corp
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Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関し、詳しくは、排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車およびこうしたハイブリッド車の制御方法に関する。
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、エンジンの出力軸と車軸側とに接続された遊星歯車機構と、この遊星歯車機構に接続されたジェネレータと、車軸側に動力を出力するモータとを備え、エンジンの運転を停止した状態でモータからの動力だけによって走行可能なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、モータ走行するためにエンジンの運転を停止するときには、ジェネレータによりエンジンに負荷を与えてエンジンの排気系に取り付けられて排気を浄化する触媒コンバータに空気が排出されるのを抑制することによって触媒コンバータ内の触媒が劣化をするのを抑制している。
特開２００２−１３０００１号公報
上述のハイブリッド車では、モータ走行の継続時間にもよるが、エンジンの運転を再開したときに触媒の温度が低下している場合が生じる。排気の浄化に用いる触媒は、その機能を十分に発揮させるためには機能発揮温度範囲内とする必要があるのが通常であり、モータ走行により触媒の温度が機能発揮温度範囲の下限温度未満になると、エンジンの運転を再開した直後は触媒がその機能を十分に発揮することができず、エミッションが悪化する。この場合、触媒の温度が機能発揮温度範囲内となるまでエンジンに負荷を作用させずに触媒暖機運転とすることも考えられるが、運転者が要求する駆動力を出力するためのパワー不足となり、車両の動特性を著しく低下させてしまう。
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、電動走行により触媒の温度低下を生じたときでもエミッションの悪化を抑制することを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、電動走行により触媒の温度低下を生じたときでも車両の良好な動特性を確保することを目的の一つとする。
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の第１のハイブリッド車は、
排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車であって、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転を停止しているときには前記内燃機関の運転が停止された状態で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関を運転しているときには前記設定された目標パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の第１のハイブリッド車では、内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に内燃機関の排気管に取り付けられた浄化装置が有する触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、設定した目標パワーが内燃機関から出力されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度にあるときには、エミッションの悪化は生じないから、走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、この目標パワーが内燃機関から出力されるようにするのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。また、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、設定した目標パワーが内燃機関から出力されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度より低くなると、エミッションの悪化が生じるから、所定の出力制限をもって目標パワーを設定し、この目標パワーが内燃機関から出力されるようにするのである。所定の出力制限をもって目標パワーを設定して内燃機関を運転するから、出力制限を課さずに目標パワーを設定して内燃機関を運転するものに比してエミッションの悪化を抑制することができ、内燃機関から目標パワーの出力を行なうから、内燃機関を単に触媒暖機運転するものに比して車両の動特性を良好なものとすることができる。さらに、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立したときでも所定の復帰条件が成立した以降は所定の出力制限を解除して要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、目標パワーが内燃機関から出力されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度に至った以降は、エミッションの悪化は生じないから、所定の出力条件を解除するのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。
こうした本発明の第１のハイブリッド車において、運転者の近傍に配置され前記電動走行を指示する電動走行指示スイッチを備え、前記目標パワー設定手段は、前記電動走行指示スイッチがオフとされているときの前記機関運転再開の際には前記触媒温度低下条件の成立に拘わらずに前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定する手段である、ものとすることもできる。即ち、電動走行指示スイッチがオンとされている状態で機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立しているときに所定の復帰条件が成立するまでの間だけ所定の出力制限をもって目標パワーを設定するのである。電動走行指示スイッチがオンとされたときは電動走行指示スイッチがオフとされたときに比して電動走行の継続時間が長くなるから、こうした状況により適切に対応することができる。
本発明の第２のハイブリッド車は、
排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定し前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の第２のハイブリッド車では、内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に内燃機関の排気管に取り付けられた浄化装置が有する触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度にあるときには、エミッションの悪化は生じないから、所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、この要求駆動力に基づく駆動力により走行するように制御するのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。また、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって所定の制約を用いて要求駆動力を設定し、設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度より低くなると、エミッションの悪化が生じるから、所定の出力制限をもって要求駆動力を設定し、この要求駆動力に基づく駆動力により走行するように制御するのである。所定の出力制限をもって要求駆動力を設定するから、この要求駆動力に基づいて運転される内燃機関からの出力も制限されることになり、出力制限を課さずに要求駆動力を設定して制御するものに比してエミッションの悪化を抑制することができる。また、出力制限が課されていても要求駆動力に基づいて内燃機関も制御されるから、内燃機関を単に触媒暖機運転するものに比して車両の動特性を良好なものとすることができる。さらに、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立したときでも所定の復帰条件が成立した以降は所定の出力制限を解除して所定の制約を用いて要求駆動力を設定し、設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度に至った以降は、エミッションの悪化は生じないから、通常時の制御に戻すのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。
こうした本発明の第２のハイブリッド車において、運転者の近傍に配置され前記電動走行を指示する電動走行指示スイッチを備え、前記要求駆動力設定手段は、前記電動走行指示スイッチがオフとされているときの前記機関運転再開の際には前記触媒温度低下条件の成立に拘わらずに前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定する手段である、ものとすることもできる。即ち、電動走行指示スイッチがオンとされている状態で機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立しているときに所定の復帰条件が成立するまでの間だけ所定の出力制限をもって要求駆動力を設定するのである。電動走行指示スイッチがオンとされたときは電動走行指示スイッチがオフとされたときに比して電動走行の継続時間が長くなるから、こうした状況により適切に対応することができる。
本発明の第１または第２のハイブリッド車において、前記所定の出力制限は、前記触媒の温度が低いほど厳しくなる傾向の制限であるものとすることもできる。これは、触媒の温度が低いほどエミッションが悪化することに基づく。また、前記所定の出力制限は、前記内燃機関の運転を再開する直前の前記電動走行の継続時間が長いほど厳しくなる傾向の制限であるものとすることもできる。これは、電動走行の継続時間が長いほど触媒の温度も低くなることに基づく。更に、前記所定の出力制限は、上限に制限を課す制限であるものとすることもできる。
また、本発明の第１または第２のハイブリッド車において、前記触媒温度低下条件は、前記触媒の温度が第１の温度未満となる条件であるものとすることもできる。この場合、前記所定の復帰条件は、前記触媒の温度が前記第１の温度より高い第２温度以上となる条件であるものとすることもできる。ここで、第１の温度としては触媒がその機能を十分に発揮することができる下限の温度やその近傍の温度を用いることができ、第２の温度としては第１の温度より所定温度、例えば３０℃や５０℃，７０℃などの温度だけ高い温度を用いることができる。
さらに、本発明の第１または第２のハイブリッド車において、前記触媒温度低下条件は、前記電動走行を第１の時間以上に亘って継続した条件であるものとすることもできる。ここで、第１の時間としては、例えば２分や３分，５分など種々の時間を用いることができる。
あるいは、本発明の第１または第２のハイブリッド車において、前記所定の復帰条件は、前記内燃機関の運転を再開したときから第２の時間が経過した条件または所定距離を走行した条件であるものとすることもできる。第２の時間としては、例えば１分や２分など種々の時間を用いることができ、所定距離としては１ｋｍや２ｋｍ５ｋｍなど種々の距離を用いることができる。
また、本発明の第１または第２のハイブリッド車において、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記内燃機関とに動力を入出力する電力動力入出力手段を備えるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸と前記出力軸と第３の軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。
本発明の第１のハイブリッド車の制御方法は、
排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、
（ｂ）前記内燃機関の運転を停止しているときには前記内燃機関の運転が停止された状態で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関を運転しているときには前記設定された目標パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
この本発明の第１のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に内燃機関の排気管に取り付けられた浄化装置が有する触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、設定した目標パワーが内燃機関から出力されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度にあるときには、エミッションの悪化は生じないから、走行に要求される要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、この目標パワーが内燃機関から出力されるようにするのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。また、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、設定した目標パワーが内燃機関から出力されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度より低くなると、エミッションの悪化が生じるから、所定の出力制限をもって目標パワーを設定し、この目標パワーが内燃機関から出力されるようにするのである。所定の出力制限をもって目標パワーを設定して内燃機関を運転するから、出力制限を課さずに目標パワーを設定して内燃機関を運転するものに比してエミッションの悪化を抑制することができ、内燃機関から目標パワーの出力を行なうから、内燃機関を単に触媒暖機運転するものに比して車両の動特性を良好なものとすることができる。さらに、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立したときでも所定の復帰条件が成立した以降は所定の出力制限を解除して要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、目標パワーが内燃機関から出力されると共に設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度に至った以降は、エミッションの悪化は生じないから、所定の出力条件を解除するのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。
本発明の第２のハイブリッド車の制御方法は、
排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定し、前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定し、
（ｂ）前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
この本発明の第２のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関の運転を停止した状態で電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に内燃機関の排気管に取り付けられた浄化装置が有する触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度にあるときには、エミッションの悪化は生じないから、所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、この要求駆動力に基づく駆動力により走行するように制御するのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。また、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって所定の制約を用いて要求駆動力を設定し、設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度より低くなると、エミッションの悪化が生じるから、所定の出力制限をもって要求駆動力を設定し、この要求駆動力に基づく駆動力により走行するように制御するのである。所定の出力制限をもって要求駆動力を設定するから、この要求駆動力に基づいて運転される内燃機関からの出力も制限されることになり、出力制限を課さずに要求駆動力を設定して制御するものに比してエミッションの悪化を抑制することができる。また、出力制限が課されていても要求駆動力に基づいて内燃機関も制御されるから、内燃機関を単に触媒暖機運転するものに比して車両の動特性を良好なものとすることができる。さらに、機関運転再開の際に触媒温度低下条件が成立したときでも所定の復帰条件が成立した以降は所定の出力制限を解除して所定の制約を用いて要求駆動力を設定し、設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御する。即ち、触媒がその機能を十分に発揮することができる温度に至った以降は、エミッションの悪化は生じないから、通常時の制御に戻すのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の第１実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する触媒（例えば、三元触媒など）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えばクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号ＡＦ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，浄化装置１３４に取り付けられた触媒温度センサ１３４ｂからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅも計算している。
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算すると共にこのバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい上下限値であるバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔも演算している。
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードは、充放電運転モードにおけるバッテリ５０の充放電を行なわない状態であるから、充放電運転モードとして考えることができる。
次に、こうして構成された第１実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にモータ運転モードによりエンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行するモータ走行からエンジン２２を始動して充放電運転モードによるハイブリッド走行に移行したときの動作について説明する。図３は、モータ走行からハイブリッド走行に移行したときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、エンジン２２の運転を停止した状態では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないモータ走行ルーチンにより、図６の要求トルク設定用マップを用いて後述するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２から出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される。
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，触媒温度Ｔｃ，ＥＶ走行時間Ｔｅｖ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、触媒温度Ｔｃは、触媒温度センサ１３４ｂにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とに基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。ＥＶ走行時間Ｔｅｖは、ハイブリッド走行に移行する直前のモータ走行を継続した時間を図示しない計時タイマにより計時して入力するものとした。
次に、出力制限フラグＦｐの値を調べる（ステップＳ１１０）。出力制限フラグＦｐは、モータ走行により浄化装置１３４の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮することができる下限温度未満になることによって出力制限を課すか否かの状態を示すものであり、このルーチンにより設定される。エンジン２２が始動された直後にこの駆動制御ルーチンが実行されたときには、初期値として値０が設定されている。いま、エンジン２２が始動された直後に触媒１３４ａの温度が低い状態のときを考える。このとき、出力制限フラグＦｐは値０となっている。
出力制限フラグＦｐが値０のときには、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。閾値Ｔｃｒｅｆ１は、浄化装置１３４の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる温度範囲にあるか否かを判定するのに用いられる閾値でありその温度範囲の下限温度やその近傍の温度を用いることができる。いま、触媒１３４ａの温度が低い状態のときを考えているから、触媒温度Ｔｃは閾値Ｔｃｒｅｆ１未満であると判定される。すると、出力制限フラグＦｐに値１をセットし（ステップＳ１３０）、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとに基づいてパワー制限値αを設定する（ステップＳ１４０）。パワー制限値αは、エンジン２２から出力するパワーを制限するためにエンジン２２から出力可能な最大パワーＰｍａｘに乗じる補正係数であり、値０から値１の範囲で設定され、触媒温度Ｔｃが低いほど小さく且つＥＶ走行時間が長いほど小さく設定される。第１実施例では、パワー制限値αは、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとパワー制限値αとの関係を予め定めてパワー制限値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとが与えられるとマップから対応するパワー制限値αを導出して設定するものとした。触媒温度Ｔｃとパワー制限値αとの関係の一例を図４に、ＥＶ走行時間Ｔｅｖとパワー制限値αとの関係の一例を図５に示す。なお、パワー制限値αは、エンジン２２の始動直後に最初に駆動制御ルーチンが実行されるときには、初期値として何ら出力制限を課すものではない値１がセットされている。
続いて、触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆ１より若干高い温度（例えば、５０℃程度高い温度）として設定された閾値Ｔｃｒｅｆ２と比較する（ステップＳ１５０）。触媒１３４ａの温度が低い状態のときを考えているから、この判定では触媒温度Ｔｃは閾値Ｔｃｒｅｆ２未満と判定される。このように判定されると、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１８０）。要求トルクＴｒ＊は、第１実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーＰ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
次に、設定した車両要求パワーＰ＊とエンジン２２から出力可能な最大パワーＰｍａｘにパワー制限値αを乗じた値とのうち小さい方をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し（ステップＳ１９０）、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる目標運転ポイントを設定する（ステップＳ２００）。このように、エンジン要求パワーＰｅ＊を設定することにより、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖと応じてエンジン要求パワーＰｅ＊を制限することができる。なお、目標運転ポイントの設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２３０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２４０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
以上、エンジン２２が始動された直後で触媒１３４ａの温度が低い状態のときに最初に駆動制御ルーチンが実行されたときについて説明した。次回以降に駆動制御ルーチンが実行されると、ステップＳ１１０では出力制限フラグＦｐは値１であると判定されるから、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上となるまで、エンジン２２の始動直後の触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間に応じて設定されたパワー制限値αによる出力制限をもって設定されたエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御が実行される。
出力制限をもって設定されたエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御が繰り返し実行されているうちに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上になると、出力制限フラグＦｐに値０をセットすると共に（ステップＳ１６０）、パワー制限値αに値１をセットし（ステップＳ１７０）、値１のパワー制限値αを用いてステップＳ１８０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。即ち、触媒１３４ａがその機能を十分に発揮することができる下限温度未満となることに伴う出力制限を解除して通常の駆動制御を実行するのである。
なお、エンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが十分に高いとき、即ち、エンジン２２を始動後に最初に駆動制御ルーチンを実行したときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１以上のときには、何ら出力制限を課すものではない初期値の値１がセットされているパワー制限値αを用いてエンジン要求パワーＰｅ＊が設定され、このエンジン要求パワーＰｅ＊を用いてステップＳ１８０以降の処理によりエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される。
以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが低くなったために触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態にあるときには、出力制限をもってエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると共にこのエンジン要求パワーＰｅ＊を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、こうした出力制限を課さない制御に比してエミッションの悪化を抑制することができ、エンジン２２を単に触媒暖機運転するものに比して車両の良好な動特性を確保することができる。しかも、触媒温度ＴｃやＥＶ走行時間Ｔｅｖに応じてパワー制限値αを設定して出力制限するから、触媒温度ＴｃやＥＶ走行時間Ｔｅｖに応じてより適切に出力制限することができる。また、出力制限をもって設定したエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を実行しているうちに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上となると、エミッションの悪化は生じなくなるから、こうした出力制限を課した制御を解除し、出力制限を課さないエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御（通常の駆動制御）を実行するから、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を迅速に確保することができる。さらに、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる温度にある状態のときには、エミッションの悪化は生じないから、出力制限を課すことなくエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると共にこのエンジン要求パワーＰｅ＊を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとに基づいてパワー制限値αを設定するものとしたが、触媒温度Ｔｃだけに基づいてパワー制限値αを設定するものとしてもよいし、ＥＶ走行時間Ｔｅｖだけに基づいてパワー制限値αを設定するものとしてもよいし、触媒温度ＴｃにもＥＶ走行時間Ｔｅｖにも無関係に所定値（例えば、０．７などの値）をパワー制限値αとして設定するものとしても構わない。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰ＊とエンジン２２から出力可能な最大パワーＰｍａｘにパワー制限値αを乗じた値とのうち小さい方をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定することにより出力制限を課すものとしたが、車両要求パワーＰ＊にパワー制限値αを乗じることによりエンジン要求パワーＰｅ＊を設定して出力制限を課すものとしてもよい。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときにパワー制限値αを用いて出力制限を課し、その後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに出力制限を解除するものとしたが、出力制限を課してから所定時間（例えば、１分や２分）を経過したときに出力制限を解除するものとしても構わない。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときにパワー制限値αを用いて出力制限を課し、その後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに出力制限を解除するものとしたが、運転席近傍に配置されてモータ走行を指示するモータ走行スイッチを有し、モータ走行スイッチがオンされたときには、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときにパワー制限値αを用いて出力制限を課し、その後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに出力制限を解除するものとし、モータ走行スイッチがオフされたときには、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃに拘わらず、パワー制限値αを用いた出力制限を行なわないものとしてもよい。
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置１３４は触媒温度センサ１３４ｂを有し、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に触媒温度センサ１３４ｂによって検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときにパワー制限値αを用いて出力制限を課し、その後に触媒温度センサ１３４ｂによって検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに出力制限を解除するものとしたが、触媒温度センサ１３４ｂを備えず、ＥＶ走行時間Ｔｅｖに基づいてパワー制限値αを用いる出力制限を課したり、その後の経過時間に基づいて出力制限を解除するものとしても構わない。この場合、図３の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンを実行すればよい。この図９の駆動制御ルーチンでは、触媒温度Ｔｃ以外のデータを入力し（ステップＳ１００Ｂ）、出力制限フラグＦｐが値０のときには、ＥＶ走行時間Ｔｅｖを閾値Ｔｅｖｒｅｆ（例えば、３分や４分など）と比較し（ステップＳ１２０Ｂ）、ＥＶ走行時間Ｔｅｖが閾値Ｔｅｖｒｅｆ以上のときに触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態に至っていると判断し、ＥＶ走行時間Ｔｅｖに基づいてパワー制限値αを設定し（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、出力制限をもって設定したエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を実行する。そして、こうした出力制限を開始してから所定時間（例えば、１分や２分）を経過したか否かを判定し（ステップＳ１５０Ｂ）、この所定時間を経過したときに触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる状態に至っていると判断して、出力制限を解除して（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、出力制限を課さないエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御（通常の駆動制御）を実行する。こうした変形例は、モータ走行の継続時間であるＥＶ走行時間Ｔｅｖが長いと触媒１３４ａの温度Ｔｃも低下することに基づく。こうした変形例でも、エミッションの悪化を抑制することができると共に車両の動特性を確保することができる。
次に、本発明の第２実施例としてのハイブリッド自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成に第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、モータ走行からハイブリッド走行に移行したときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は図３の駆動制御ルーチンに代えて図１０の駆動制御ルーチンを実行する。なお、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでも、エンジン２２の運転を停止した状態では、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により図示しないモータ走行ルーチンにより、図６の要求トルク設定用マップを用いて後述するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２から出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される。
図１０の駆動制御ルーチンを実行すると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、図３の駆動制御ルーチンと同様に、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，触媒温度Ｔｃ，ＥＶ走行時間Ｔｅｖ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。そして、駆動制限フラグＦｔの値を調べる（ステップＳ３１０）。ここで、駆動制限フラグＦｔは、出力制限フラグＦｐと同様に、モータ走行により浄化装置１３４の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮することができる下限温度未満になることによって出力制限を課すか否かの状態を示すものであり、このルーチンにより設定される。いま、エンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度が低い状態のときを考えれば、駆動制限フラグＦｔは値０となっている。
駆動制限フラグＦｔが値０のときには、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満であるか否かを判定し（ステップＳ３２０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満であるときには、駆動制限フラグＦｔに値１をセットすると共に（ステップＳ３３０）、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとに基づいて駆動制限値βを設定する（ステップＳ３４０）。ここで、閾値Ｔｃｒｅｆ１は第１実施例の閾値Ｔｃｒｅｆ１と同一のものである。また、駆動制限値βは、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべきトルクを制限するためにそのときの車速Ｖに対応して設定可能な要求トルクＴｒ＊の最大値である許容トルクＴｍａｘに乗じる補正係数であり、値０から値１の範囲で設定され、触媒温度Ｔｃが低いほど小さく且つＥＶ走行時間が長いほど小さく設定される。第２実施例では、駆動制限値βは、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖと駆動制限値βとの関係を予め定めて駆動制限値設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとが与えられるとマップから対応する駆動制限値βを導出して設定するものとした。触媒温度Ｔｃと駆動制限値βとの関係の一例を図１１に、ＥＶ走行時間Ｔｅｖと駆動制限値βとの関係の一例を図１２に示す。なお、駆動制限値βは、エンジン２２の始動直後に最初に駆動制御ルーチンが実行されるときには、初期値として何ら駆動制限を課すものではない値１がセットされている。続いて、触媒温度Ｔｃを閾値Ｔｃｒｅｆ１より若干高い温度（例えば、５０℃程度高い温度）として設定された閾値Ｔｃｒｅｆ２と比較し（ステップＳ３５０）、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２未満のときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに対して図６の要求トルク設定用マップから導出される要求トルクＴｒ＊を仮要求トルクＴｒｔｍｐとして設定すると共に車速Ｖでアクセル開度Ａｃｃを１００％としたときに図６の要求トルク設定用マップから導出される要求トルクＴｒ＊を許容トルクＴｍａｘとして設定し（ステップＳ３８０）、設定した仮要求トルクＴｒｔｍｐと許容トルクＴｍａｘに駆動制限値βを乗じた値とのうち小さい方を要求トルクＴｒ＊として設定し（ステップＳ３９０）、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和としてエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ３９５）、この設定したエンジン要求パワーＰｅ＊を用いて図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理と同一の処理のステップＳ４００〜Ｓ４５０の処理を実行して本ルーチンを終了する。そして、次回以降にこの駆動制御ルーチンが実行されたときには、触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上となるまでは、エンジン２２の始動直後の触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間に応じて設定された駆動制限値βによる駆動制限をもって設定された要求トルクＴｒ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御が実行される。こうした制御は、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが低くなったために触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態にあるときには、駆動制限をもって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、この要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものとなる。このように、駆動制限をもって要求トルクＴｒ＊を設定すると共にこの要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することにより、駆動制限を課さずに要求トルクＴｒ＊を設定すると共にこの要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに比して、エミッションの悪化を抑制することができる。また、エンジン２２を単に触媒暖機運転するものに比して車両の良好な動特性を確保することができる。
駆動制限をもって設定された要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を繰り返し実行しているうちに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上になると、駆動制限フラグＦｔに値０をセットすると共に（ステップＳ３６０）、駆動制限値βに値１をセットし（ステップＳ３７０）、値１の駆動制限値βを用いてステップＳ３８０以降の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。即ち、触媒１３４ａがその機能を十分に発揮することができる下限温度未満となることに伴う駆動制限を解除して通常の駆動制御を実行するのである。これにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を迅速に確保することができる。なお、エンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが十分に高いとき、即ち、エンジン２２を始動後に最初に駆動制御ルーチンを実行したときに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１以上のときには、何ら駆動制限を課すものではない初期値の値１がセットされている駆動制限値βを用いて要求トルクＴｒ＊が設定され、この要求トルクＴｒ＊を用いてステップＳ３８０以降の処理によりエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される。
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが低くなったために触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態にあるときには、駆動制限をもって要求トルクＴｒ＊を設定すると共にこの要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するから、こうした駆動制限を課さない制御に比してエミッションの悪化を抑制することができ、エンジン２２を単に触媒暖機運転するものに比して車両の良好な動特性を確保することができる。しかも、触媒温度ＴｃやＥＶ走行時間Ｔｅｖに応じて駆動制限値βを設定して駆動制限するから、触媒温度ＴｃやＥＶ走行時間Ｔｅｖに応じてより適切に駆動制限することができる。また、駆動制限をもって設定した要求トルクＴｒ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を実行しているうちに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上となると、エミッションの悪化は生じなくなるから、こうした駆動制限を課した制御を解除し、駆動制限を課さないエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御（通常の駆動制御）を実行するから、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を迅速に確保することができる。さらに、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる温度にある状態のときには、エミッションの悪化は生じないから、駆動制限を課すことなく要求トルクＴｒ＊を設定すると共にこの要求トルクＴｒ＊を用いてエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、エミッションの悪化を招くことなく車両の良好な動特性を確保することができる。
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとに基づいて駆動制限値βを設定するものとしたが、触媒温度Ｔｃだけに基づいて駆動制限値βを設定するものとしてもよいし、ＥＶ走行時間Ｔｅｖだけに基づいて駆動制限値βを設定するものとしてもよいし、触媒温度ＴｃにもＥＶ走行時間Ｔｅｖにも無関係に所定値（例えば、０．７などの値）を駆動制限値βとして設定するものとしても構わない。
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、仮要求トルクＴｒｔｍｐと車速Ｖでアクセル開度Ａｃｃを１００％としたときに図６の要求トルク設定用マップにより導出される要求トルクＴｒ＊である許容トルクＴｍａｘ２に駆動制限値βを乗じた値とのうち小さい方を要求トルクＴｒ＊として設定することにより駆動制限を課すものとしたが、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対して図６の要求トルク設定用マップから導出される要求トルクＴｒ＊の値に駆動制限値βを乗じることにより要求トルクＴｒ＊を設定して駆動制限を課すものとしてもよい。
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときに駆動制限値βを用いて駆動制限を課し、その後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに駆動制限を解除するものとしたが、駆動制限を課してから所定時間（例えば、１分や２分）を経過したときに駆動制限を解除するものとしても構わない。
第２実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときに駆動制限値βを用いて駆動制限を課し、その後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに駆動制限を解除するものとしたが、運転席近傍に配置されてモータ走行を指示するモータ走行スイッチを有し、モータ走行スイッチがオンされたときには、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときに駆動制限値βを用いて駆動制限を課し、その後に検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに駆動制限を解除するものとし、モータ走行スイッチがオフされたときには、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に検出された触媒温度Ｔｃに拘わらず、駆動制限値βを用いた出力制限を行なわないものとしてもよい。
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、浄化装置１３４に触媒温度センサ１３４ｂを有し、モータ走行からハイブリッド走行に移行するためにエンジン２２が始動された直後に触媒温度センサ１３４ｂによって検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ１未満のときに駆動制限値βを用いて駆動制限を課し、その後に触媒温度センサ１３４ｂによって検出された触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上に至ったときに駆動制限を解除するものとしたが、触媒温度センサ１３４ｂを備えず、ＥＶ走行時間Ｔｅｖに基づいて駆動制限値βを用いる駆動制限を課したり、その後の経過時間に基づいて駆動制限を解除するものとしても構わない。この場合、図１０の駆動制御ルーチンに代えて図１３の駆動制御ルーチンを実行すればよい。この図１３の駆動制御ルーチンでは、触媒温度Ｔｃ以外のデータを入力し（ステップＳ３００Ｂ）、駆動制限フラグＦｔが値０のときには、ＥＶ走行時間Ｔｅｖを閾値Ｔｅｖｒｅｆ（例えば、３分や４分など）と比較し（ステップＳ３２０Ｂ）、ＥＶ走行時間Ｔｅｖが閾値Ｔｅｖｒｅｆ以上のときに触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態に至っていると判断し、ＥＶ走行時間Ｔｅｖに基づいて駆動制限値βを設定し（ステップＳ３３０，Ｓ３４０）、駆動制限をもって設定した要求トルクＴｒ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を実行する。そして、こうした駆動制限を開始してから所定時間（例えば、１分や２分）を経過したか否かを判定し（ステップＳ３５０Ｂ）、この所定時間を経過したときに触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる状態に至っていると判断して、駆動制限を解除して（ステップＳ３６０，Ｓ３７０）、駆動制限を課さない要求トルクＴｒ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御（通常の駆動制御）を実行する。こうした変形例は、モータ走行の継続時間であるＥＶ走行時間Ｔｅｖが長いと触媒１３４ａの温度Ｔｃも低下することに基づく。こうした変形例でも、エミッションの悪化を抑制することができると共に車両の動特性を確保することができる。
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、触媒温度Ｔｃを触媒温度センサ１３４ｂにより直接検出するものとしたが、エンジン２２の排気温度から触媒温度Ｔｃを推定するものとしてもよいし、エンジン２２の運転状態から触媒温度Ｔｃを推定するものとしてもよい。
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車であれば如何なる構成のハイブリッド車の形態としても構わない。さらに、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第１実施例では、触媒１３４ａを有する浄化装置１３４が排気管に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して走行用の動力を出力するモータＭＧ２が「電動機」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１８０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる温度にある状態のときには出力制限を課すことなくエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが低くなったために触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態にあるときには出力制限をもってエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し、出力制限をもって設定したエンジン要求パワーＰｅ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を実行しているうちに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上となったときに出力制限を課した制御を解除すると共に出力制限を課さずにエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０からＳ１９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「目標パワー設定手段」に相当し、エンジン２２の運転を停止した状態では図６の要求トルク設定用マップを用いてアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２から出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する図示しないモータ走行ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０およびエンジン２２を運転しているときにはエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する図３の駆動制御ルーチンのステップＳ２００からＳ２５０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０およびこのハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御するエンジンＥＣＵ２４，ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。第２実施例では、触媒１３４ａを有する浄化装置１３４が排気管に取り付けられたエンジン２２が「内燃機関」に相当し、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して走行用の動力を出力するモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できる温度にある状態のときには駆動制限を課すことなくアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータ走行からハイブリッド走行に移行する際にエンジン２２が始動された直後の触媒１３４ａの温度Ｔｃが低くなったために触媒１３４ａがその機能を十分に発揮できない状態にあるときには触媒温度ＴｃとＥＶ走行時間Ｔｅｖとによって設定される駆動制限値βによる駆動制限をもって要求トルクＴｒ＊を設定し、駆動制限をもって設定した要求トルクＴｒ＊を用いたエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御を実行しているうちに触媒温度Ｔｃが閾値Ｔｃｒｅｆ２以上となったときに駆動制限を課した制御を解除すると共に駆動制限を課さずに要求トルクＴｒ＊を設定する図１０の駆動制御ルーチンのステップＳ３１０からＳ３９０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン２２の間欠運転を伴ってバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊を駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御する図１０の駆動制御ルーチンのステップＳ３９５からＳ４５０の処理および充放電運転モードやモータ運転モードを用いて制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０およびこのハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御するエンジンＥＣＵ２４，ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０およびモータＭＧ１や対ロータ電動機２３０が「電力動力入出力手段」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
本発明の第１実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 モータ走行からハイブリッド走行に移行したときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 触媒温度Ｔｃとパワー制限値αとの関係の一例を示す説明図である。 ＥＶ走行時間Ｔｅｖとパワー制限値αとの関係の一例を示す説明図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 触媒温度Ｔｃと駆動制限値βとの関係の一例を示す説明図である。 ＥＶ走行時間Ｔｅｖと駆動制限値βとの関係の一例を示す説明図である。 変形例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
符号の説明
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３４ａ 触媒、１３４ｂ 触媒温度センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (15)

  1. 排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車であって、
    走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定する目標パワー設定手段と、
    前記内燃機関の運転を停止しているときには前記内燃機関の運転が停止された状態で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関を運転しているときには前記設定された目標パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備えるハイブリッド車。
  2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
    運転者の近傍に配置され前記電動走行を指示する電動走行指示スイッチを備え、
    前記目標パワー設定手段は、前記電動走行指示スイッチがオフとされているときの前記機関運転再開の際には前記触媒温度低下条件の成立に拘わらずに前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定する手段である、
    ハイブリッド車。
  3. 排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車であって、
    前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定し前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
    前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
    を備えるハイブリッド車。
  4. 請求項３記載のハイブリッド車であって、
    運転者の近傍に配置され前記電動走行を指示する電動走行指示スイッチを備え、
    前記要求駆動力設定手段は、前記電動走行指示スイッチがオフとされているときの前記機関運転再開の際には前記触媒温度低下条件の成立に拘わらずに前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定する手段である、
    ハイブリッド車。
  5. 前記所定の出力制限は、前記触媒の温度が低いほど厳しくなる傾向の制限である請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド車。
  6. 前記所定の出力制限は、前記内燃機関の運転を再開する直前の前記電動走行の継続時間が長いほど厳しくなる傾向の制限である請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド車。
  7. 前記所定の出力制限は、上限に制限を課す制限である請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド車。
  8. 前記触媒温度低下条件は、前記触媒の温度が第１の温度未満となる条件である請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド車。
  9. 前記所定の復帰条件は、前記触媒の温度が前記第１の温度より高い第２温度以上となる条件である請求項８記載のハイブリッド車。
  10. 前記触媒温度低下条件は、前記電動走行を第１の時間以上に亘って継続した条件である請求項１ないし７いずれか記載のハイブリッド車。
  11. 前記所定の復帰条件は、前記内燃機関の運転を再開したときから第２の時間が経過した条件または所定距離を走行した条件である請求項８または１０記載のハイブリッド車。
  12. 車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記内燃機関とに動力を入出力する電力動力入出力手段を備える請求項１ないし１１いずれか記載のハイブリッド車。
  13. 前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸と前記出力軸と第３の軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機と、を備える手段である請求項１２記載のハイブリッド車。
  14. 排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車の制御方法であって、
    （ａ）前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには走行に要求される要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除すると共に前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標パワーを設定し、
    （ｂ）前記内燃機関の運転を停止しているときには前記内燃機関の運転が停止された状態で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記内燃機関を運転しているときには前記設定された目標パワーが前記内燃機関から出力されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
  15. 排気を浄化するための触媒を有する浄化装置が排気管に取り付けられた内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド車の制御方法であって、
    （ａ）前記内燃機関の運転を停止した状態で前記電動機からの動力により走行する電動走行を行なった後に前記内燃機関の運転を再開した機関運転再開の際に前記触媒の温度が低下している触媒温度低下条件が成立していないときには所定の制約を用いて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記機関運転再開の際に前記触媒温度低下条件が成立しているときには所定の復帰条件が成立するまでは所定の出力制限をもって前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定し、前記所定の復帰条件が成立した以降は前記所定の出力制限を解除して前記所定の制約を用いて前記要求駆動力を設定し、
    （ｂ）前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定した要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する、
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
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