特開 2024-158934 ハイブリッド車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158934

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/10 20160101AFI20241031BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20241031BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20241031BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20241031BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20241031BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

B60W20/10

B60K6/48 ZHV

B60W20/00 900

B60W20/16

B60L50/16

F02D29/06 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074575

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 宝

【テーマコード（参考）】

3D202

3G093

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA08

3D202BB09

3D202BB16

3D202BB53

3D202CC47

3D202DD05

3D202DD20

3D202FF12

3D202FF13

3G093AA07

3G093BA20

3G093BA21

3G093BA22

3G093CA03

3G093CA05

3G093DA01

3G093DA02

3G093DA03

3G093DA04

3G093DA05

3G093DA06

3G093DA07

3G093DA09

3G093DB05

3G093EA02

3G093EA09

3G093EA14

3G093EB08

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125BD17

5H125CA01

5H125CD09

5H125EE31

(57)【要約】

【課題】内燃機関の排気を用いてＮＯｘを浄化する触媒の暖機を行う際、よりシンプルな制御にて、より少ないＮＯｘ排出量で効率良く触媒暖機を行うことができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ＮＯｘを浄化する触媒と、制御装置とを有する。制御装置は、運転状態とアクセルペダル踏込量に基づいてユーザ要求トルクを求めるユーザ要求トルク算出部と、運転状態に基づいて目標暖機トルクを求める目標暖機トルク算出部と、触媒暖機条件の成立時、かつ、目標暖機トルクがユーザ要求トルクよりも大きい場合には、目標暖機トルクを出力するように内燃機関を制御するとともに目標暖機トルクからユーザ要求トルクを減算した余剰トルクを発電にて消費するようにモータジェネレータを制御する触媒暖機処理部と、を有し、目標暖機トルクは、運転状態に対する排気熱量／ＮＯｘ排出量の値がほぼ最大の値となる第１目標トルクに設定されている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関とモータジェネレータを有するハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の排気経路には排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化する触媒が設けられており、
前記内燃機関と前記モータジェネレータを制御する制御装置を有し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態とアクセルペダル踏込量とに基づいてユーザ要求トルクを求める、ユーザ要求トルク算出部と、
前記運転状態に基づいて目標暖機トルクを求める、目標暖機トルク算出部と、
前記触媒の暖機を必要とする触媒暖機条件が成立している場合、かつ、前記目標暖機トルクが前記ユーザ要求トルクよりも大きい場合には、前記目標暖機トルクを出力するように前記内燃機関を制御するとともに、前記目標暖機トルクから前記ユーザ要求トルクを減算した余剰トルクを発電にて消費するように前記モータジェネレータを制御する、触媒暖機処理部と、
を有し、
前記目標暖機トルクは、
前記運転状態と内燃機関トルクとに応じたＮＯｘ排出量の特性であるＮＯｘ排出量特性と、前記運転状態と前記内燃機関トルクに応じた排気熱量の特性である排気熱量特性と、に基づいて設定され、
各運転状態に対応させて、当該運転状態に対して前記ハイブリッド車両の走行に必要な走行トルク以上のトルクの中で当該運転状態に対する前記排気熱量／前記ＮＯｘ排出量の値がほぼ最大の値となる第１目標トルクに設定されている、
ハイブリッド車両。

【請求項2】

請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記運転状態に基づいて、ＮＯｘ排出量を積算したＮＯｘ排出量積算値と、前記ハイブリッド車両の走行距離を積算した走行距離積算値と、を記憶し、
前記目標暖機トルクとして、
前記第１目標トルクと、
前記ＮＯｘ排出量特性に基づいて設定され、各運転状態に対応させて、当該運転状態に対して前記走行トルク以上のトルクの中で当該運転状態に対する前記ＮＯｘ排出量の値がほぼ最小の値となる第２目標トルクと、
が設定されており、
前記制御装置は、
前記目標暖機トルク算出部にて前記目標暖機トルクを求める際、
前記ＮＯｘ排出量積算値／前記走行距離積算値が所定閾値以下の場合は、前記第１目標トルクを前記目標暖機トルクとして求め、
前記ＮＯｘ排出量積算値／前記走行距離積算値が所定閾値よりも大きい場合は、前記第２目標トルクを前記目標暖機トルクとして求める、
ハイブリッド車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関とモータジェネレータを有するハイブリッド車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関とモータジェネレータ（電動機（モータ）及び発電機（ジェネレータ）の機能を有する）を有するハイブリッド車両において、例えば特許文献１には、触媒暖機を確保しつつ、内燃機関の始動回数を抑制して燃費向上を図ることができる、ハイブリッド車両の制御装置が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載のハイブリッド車両の制御装置は、道路情報を取得する道路情報取得部と、道路情報に基づいて走行予定経路での走行速度を予測する速度予測部と、予測走行速度に基づいて走行予定経路でのエンジン動作状態を予測するエンジン動作予測部と、予測走行速度に基づいて走行予定経路での触媒温度を予測する触媒温度予測部と、エンジン停止中に触媒温度が下限温度以下になると予測されるとき、それよりも前のエンジン駆動時でのエンジン運転条件を通常の運転条件よりも高負荷側に変更するエンジン制御部と、を備えている。

【0004】

そして、特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置は、エンジン運転条件を通常の運転条件よりも高負荷側に変更する際の増大負荷総量を、予測触媒温度が下限温度以下になると予測されるときを含むエンジン停止期間における触媒温度低下の予測値（エネルギー）に基づいて設定している。そして、触媒温度が下限温度以下になると予測されるエンジン停止期間中の予測平均走行速度と、当該エンジン停止期間の長さと、に基づいて設定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－００８５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置における増大負荷総量の設定方法では、増大負荷総量にて触媒温度を下限温度以上に確保できる、としているが、燃費の向上を優先しているため、増量したエンジン負荷に対するＮＯｘ排出量が必要以上に多くなってしまう可能性があるので好ましくない。また制御が複雑であることと、予測が多いので、予測が外れて期待する効果を得にくいことも好ましくない。

【0007】

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、内燃機関の排気を用いてＮＯｘを浄化する触媒の暖機を行う際、よりシンプルな制御にて、より少ないＮＯｘ排出量で効率良く触媒暖機を行うことができる、ハイブリッド車両を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、第１の発明は、内燃機関とモータジェネレータを有するハイブリッド車両である。前記内燃機関の排気経路には排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化する触媒が設けられており、前記内燃機関と前記モータジェネレータを制御する制御装置を有する。そして前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態とアクセルペダル踏込量とに基づいてユーザ要求トルクを求める、ユーザ要求トルク算出部と、前記運転状態に基づいて目標暖機トルクを求める、目標暖機トルク算出部と、前記触媒の暖機を必要とする触媒暖機条件が成立している場合、かつ、前記目標暖機トルクが前記ユーザ要求トルクよりも大きい場合には、前記目標暖機トルクを出力するように前記内燃機関を制御するとともに、前記目標暖機トルクから前記ユーザ要求トルクを減算した余剰トルクを発電にて消費するように前記モータジェネレータを制御する、触媒暖機処理部と、を有する。そして前記目標暖機トルクは、前記運転状態と内燃機関トルクとに応じたＮＯｘ排出量の特性であるＮＯｘ排出量特性と、前記運転状態と前記内燃機関トルクに応じた排気熱量の特性である排気熱量特性と、に基づいて設定され、各運転状態に対応させて、当該運転状態に対して前記ハイブリッド車両の走行に必要な走行トルク以上のトルクの中で当該運転状態に対する前記排気熱量／前記ＮＯｘ排出量の値がほぼ最大の値となる第１目標トルクに設定されている、ハイブリッド車両である。

【0009】

次に、第２の発明は、上記第１の発明に係るハイブリッド車両であって、前記制御装置は、前記運転状態に基づいて、ＮＯｘ排出量を積算したＮＯｘ排出量積算値と、前記ハイブリッド車両の走行距離を積算した走行距離積算値と、を記憶している。また、前記目標暖機トルクとして、前記第１目標トルクと、前記ＮＯｘ排出量特性に基づいて設定され、各運転状態に対応させて、当該運転状態に対して前記走行トルク以上のトルクの中で当該運転状態に対する前記ＮＯｘ排出量の値がほぼ最小の値となる第２目標トルクと、が設定されている。そして前記制御装置は、前記目標暖機トルク算出部にて前記目標暖機トルクを求める際、前記ＮＯｘ排出量積算値／前記走行距離積算値が所定閾値以下の場合は、前記第１目標トルクを前記目標暖機トルクとして求め、前記ＮＯｘ排出量積算値／前記走行距離積算値が所定閾値よりも大きい場合は、前記第２目標トルクを前記目標暖機トルクとして求める、ハイブリッド車両である。

【発明の効果】

【0010】

第１の発明では、より少ないＮＯｘ排出量にて排気熱量がより高くなるように目標暖機トルクを設定しておく。そして、触媒暖機条件が成立、かつ、目標暖機トルクのほうがユーザ要求トルクよりも大きい場合は、目標暖機トルクを出力するように内燃機関を制御する。このとき、目標暖機トルクからユーザ暖機トルクを減算した余剰トルクをモータジェネレータの発電で消費することで、ユーザ要求トルクが駆動輪へ伝達され、ユーザへの違和感は解消される。そして余剰トルクは電力に変換されてバッテリに蓄電されるので無駄がない。これにより、内燃機関の排気を用いてＮＯｘを浄化する触媒の暖機を行う際、よりシンプルな制御にて、より少ないＮＯｘ排出量で効率良く短時間で触媒暖機を行うことができる。また、第１の発明によれば、より少ないＮＯｘ排出量にて効率良く暖機を行うための目標暖機トルクを、適切に設定することができる。

【0011】

第２の発明によれば、ＮＯｘ排出量積算値／走行距離積算値の値に応じて、より少ないＮＯｘ排出量にて効率良く暖機を行うための目標暖機トルクを、適切に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である。

【図2】図１に示すハイブリッド車両に搭載された内燃機関システムの概略構成図である。

【図3】アクセルペダル踏込量及び内燃機関回転数（Ｎ１～Ｎ５）と、ユーザ要求トルクとの関係を示すユーザ要求トルク特性の例を説明する図である。

【図4】内燃機関の運転状態（この例では内燃機関回転数）と、内燃機関トルクと、に応じたＮＯｘ排出量を示す、ＮＯｘ排出量特性の例を説明する図である。

【図5】内燃機関の運転状態（この例では内燃機関回転数）と、内燃機関トルクと、に応じた排気熱量を示す、排気熱量特性の例を説明する図である。

【図6】図４に示すＮＯｘ排出量特性と、図５に示す排気熱量特性と、に基づいて作成した、排気熱量／ＮＯｘ排出量特性と、走行トルク以上の中で各運転状態（この例では各内燃機関回転数）に対してほぼ最大の排気熱量／ＮＯｘ排出量の値となるｇ（ｘ）の例を説明する図である。

【図7】図６に示す排気熱量／ＮＯｘ排出量特性とｇ（ｘ）に基づいて作成した、目標暖機トルク特性（１）の例を説明する図である。

【図8】第１の実施の形態における、制御装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。

【図9】図４に示すＮＯｘ排出量特性と、走行トルク以上の中で各運転状態（この例では各内燃機関回転数）に対してほぼ最小のＮＯｘ排出量の値となるｈ（ｘ）の例を説明する図である。

【図10】図９に示すＮＯｘ排出量特性とｈ（ｘ）に基づいて作成した、目標暖機トルク特性（２）の例を説明する図である。

【図11】第２の実施の形態における、制御装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが同じ機能を有する同じ要素を意味する。本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置４０は、図１に示されるハイブリッド車両１に適用される。ハイブリッド車両１は、内燃機関２、モータジェネレータ３、制御装置４０、前輪１１ａ～１１ｂ、後輪１２ａ～１２ｂ、クラッチ１３ａ～１３ｂ、トランスミッション１４、ディファレンシャルギア１５、トランスミッションシャフト１６、プロペラシャフト１７、ドライブシャフト１８、インバータ３１及びバッテリ３２を含んでいる。

【0014】

＜ハイブリッド車両１の構成（図１）＞
内燃機関２及びモータジェネレータ３は、駆動源としてハイブリッド車両１に搭載されている。内燃機関２は、クランクシャフト２ａを回転させるトルクを発生させる。内燃機関２を含んだ内燃機関システムについては、図２を参照しながら後述する。

【0015】

モータジェネレータ３は、電動機（モータ）及び発電機（ジェネレータ）の何れとしても機能することができる周知の三相同期発電電動機である。モータジェネレータ３は、電動機として作動するとき、電動機シャフト３ａを回転させるトルクを発生させる。この場合、インバータ３１は、制御装置４０からの指示に応じてバッテリ３２から供給された直流電力を三相交流に変換してモータジェネレータ３へ供給する。

【0016】

モータジェネレータ３は、発電機として作動するとき、電動機シャフト３ａを回転させるトルクを電力に変換する。この場合、インバータ３１は、制御装置４０からの指示に応じてモータジェネレータ３から供給された三相交流電力を直流電力へ変換してバッテリ３２へ供給する。バッテリ３２は、充放電が可能な二次電池（例えばリチウムイオンバッテリ）である。

【0017】

クラッチ１３ａ、１３ｂは、制御装置４０からの指示に応じて接続状態と遮断状態との間で切換えられる。クラッチ１３ａが接続状態であるとき、クランクシャフト２ａと電動機シャフト３ａとが互いにトルク伝達可能に接続される。クラッチ１３ｂが接続状態であるとき、電動機シャフト３ａとトランスミッションシャフト１６とが互いにトルク伝達可能に接続される。

【0018】

トランスミッション１４は、制御装置４０からの指示に応じてギア比（具体的には、プロペラシャフト１７の回転速度（出力側回転速度）に対するトランスミッションシャフト１６の回転速度（入力側回転速度）の比率）を複数段階あるいは無段階に切換え可能な変速機である。

【0019】

プロペラシャフト１７とドライブシャフト１８とは、ディファレンシャルギア１５を介して互いにトルク伝達可能に接続されている。後輪１２ａ、１２ｂは、ハイブリッド車両１の駆動輪であり、ドライブシャフト１８の回転と共に回転する。

【0020】

制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、タイマ４４、ＥＥＰＲＯＭ４５等を含む電子制御ユニット（Electronic Control Unit、いわゆるＥＣＵ）である。ＣＰＵ４１は、所定のプログラムを逐次実行することによってデータの読み込み、数値演算、及び演算結果の出力等を行う。ＲＯＭ４３は、ＣＰＵ４１が実行するプログラム及びマップ（ルックアップテーブル）等を記憶する記憶装置に相当している。ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１によって参照されるデータを一時的に記憶する。タイマ４４は、内燃機関の回転センサのインターバル時間の計測や、インジェクタからの燃料噴射出力などに使用される。ＥＥＰＲＯＭ４５は、ＣＰＵ４１によって参照されるデータを記憶し、更に、制御装置４０が作動を停止しても記憶したデータを保持する。なお、ＣＰＵ４１は、ユーザ要求トルク算出部４１ａ、目標暖機トルク算出部４１ｂ、触媒暖機処理部４１ｃ等を有しており、これらの詳細については後述する。

【0021】

＜ハイブリッド車両１に搭載された内燃機関システムの構成（図２）＞
図２に示されるように、内燃機関２は、過給機５、吸気システム６、排気システム７、ＥＧＲシステム８と共に内燃機関システムを構成している。内燃機関２は、複数の燃料噴射弁２１を含んでいる。燃料噴射弁２１のそれぞれは、制御装置４０からの指示に応じて図示しないコモンレール装置の蓄圧室から供給される高圧の燃料を気筒（燃焼室）内に噴射する。

【0022】

過給機５は、タービン５１、可変ノズル機構５２、ノズルアクチュエータ５２ａ及びコンプレッサ５３を含んでいる。タービン５１は、内燃機関２の各気筒から排出される排気（燃焼ガス）の圧力によって作動（回転）する。可変ノズル機構５２は、タービン５１に流入する排気の絞り機構（タービンに当てる排気ガスの流速を調整する機構）であるノズルベーンを備えている。

【0023】

具体的には、ノズルベーンの状態であるノズル閉度Ｖｎに応じてタービン５１における排気流路の閉度（即ち、排気流路が絞られる程度）が変化する。ノズルアクチュエータ５２ａは、制御装置４０からの指示に応じてノズル閉度Ｖｎを所定の全開位置（全開状態）から全閉位置（全閉状態）までの間で変化させる。コンプレッサ５３は、タービン５１と連動して作動（回転）し、内燃機関２の各気筒に吸入される空気（吸気）を加圧する。

【0024】

吸気システム６は、吸気通路である吸気管６１ａ～６１ｂ、吸気マニホールド６２、インタークーラ６３、スロットル弁６４及びスロットルアクチュエータ６４ａを含んでいる。吸気管６１ａは、外部（車外）から吸入された吸気（新気）をコンプレッサ５３に導入する。吸気管６１ｂは、コンプレッサ５３から排出された吸気を吸気マニホールド６２に導入する。吸気マニホールド６２は、内燃機関２の各気筒に吸気を導入する。

【0025】

インタークーラ６３は、吸気管６１ｂに配設（介装）されている。インタークーラ６３は、コンプレッサ５３にて加圧されて温度が上昇した吸気を冷却する。スロットル弁６４は、吸気管６１ｂのインタークーラ６３よりも下流の位置に配設されている。スロットル弁６４は、その回転位置に応じて吸気管６１ｂの開度を調整する。スロットルアクチュエータ６４ａは、制御装置４０からの指示に応じてスロットル弁６４の回転位置を調整する。

【0026】

排気システム７は、排気マニホールド７１、排気通路（排気経路）である排気管７２ａ～７２ｂ及び排ガス浄化装置７３を含んでいる。排気マニホールド７１は、内燃機関２の各気筒から排出された排気（燃焼ガス）を排気管７２ａに導入する。排気管７２ａは、排気をタービン５１に導入する。排気管７２ｂは、タービン５１から排出された排気を外部（車外）に排出する。排ガス浄化装置７３は、排気管７２ｂに配設されている。排ガス浄化装置７３は、周知の酸化触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）及びＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）等を含んでおり、排気を浄化する。なおＳＣＲには、排気ガス中のＮＯｘを浄化する触媒７３ａが設けられている。

【0027】

ＥＧＲシステム８は、ＥＧＲ管８１、ＥＧＲクーラ８２及びＥＧＲ弁８３を含んでいる。ＥＧＲ管８１は、排気管７２ａと吸気管６１ｂとを連通するＥＧＲ経路である。ＥＧＲクーラ８２は、ＥＧＲ管８１に配設されている。ＥＧＲクーラ８２は、排気管７２ａから流入した高温の排気（即ち、ＥＧＲガス）を冷却する。ＥＧＲ弁８３は、制御装置４０からの指示に応じてＥＧＲ管８１の開度を所定の全開状態から全閉状態までの間で変化させる。ＥＧＲ弁８３は、排気管７２ａから吸気管６１ｂに還流するＥＧＲガスの量（具体的には、内燃機関２の気筒に吸入される空気に占めるＥＧＲガスの濃度であるＥＧＲ率）を調整する。

【0028】

制御装置４０は、クランク角度センサ９１、カムポジションセンサ９２、エアフローセンサ９３、ノズル閉度センサ９４、圧力センサ９５ａ～９５ｃ、吸気温度センサ９６ａ～９６ｂ、アクセル開度センサ９７、車速センサ９８、クーラント温度センサ９９ｗ、排気温度センサ９９ｈ、などと接続されている。

【0029】

クランク角度センサ９１は、内燃機関２のクランクシャフト２ａが所定角度だけ回転する毎にパルス信号を制御装置４０へ出力する。カムポジションセンサ９２は、内燃機関２の図示しないカムシャフトの回転位置に応じた信号を制御装置４０へ出力する。制御装置４０は、クランク角度センサ９１から入力された信号に基づいて内燃機関２の機関回転速度ＮＥを取得する。制御装置４０は、クランク角度センサ９１及びカムポジションセンサ９２から入力された信号に基づいて内燃機関２が備える特定の気筒のクランク角度ＣＡを取得する。

【0030】

エアフローセンサ９３は、吸気管６１ａを流れる吸気の量（具体的には、単位時間あたりの質量）である吸入空気量Ｇａを検出し、吸入空気量Ｇａを表す信号を制御装置４０へ出力する。ノズル閉度センサ９４は、ノズル閉度Ｖｎを検出し、ノズル閉度Ｖｎを表す信号を制御装置４０へ出力する。圧力センサ９５ａは、吸気管６１ａにおけるエアフローセンサ９３よりも下流の位置に配設されている。圧力センサ９５ａは、コンプレッサ５３に流入する吸気の圧力である大気圧Ｐｏを検出し、大気圧Ｐｏを表す信号を制御装置４０へ出力する。

【0031】

圧力センサ９５ｂは、吸気管６１ｂにおけるコンプレッサ５３とインタークーラ６３との間の位置に配設されている。圧力センサ９５ｂは、コンプレッサ５３から流出した吸気の圧力である過給圧Ｐｂｔを検出し、過給圧Ｐｂｔを表す信号を制御装置４０へ出力する。圧力センサ９５ｃは、吸気マニホールド６２に配設されている。圧力センサ９５ｃは、内燃機関２の気筒に流入する吸気の圧力であるインマニ圧力Ｐｍを検出し、インマニ圧力Ｐｍを表す信号を制御装置４０へ出力する。

【0032】

吸気温度センサ９６ａは、吸気管６１ａにおけるエアフローセンサ９３の近傍の位置に配設されている。吸気温度センサ９６ａは、吸気管６１ａを流れる吸気の温度である吸気温度Ｔｉを検出し、吸気温度Ｔｉを表す信号を制御装置４０へ出力する。吸気温度センサ９６ｂは、吸気マニホールド６２に配設されている。吸気温度センサ９６ｂは、内燃機関２の気筒に流入する吸気の温度であるインマニ吸気温度Ｔｍを検出し、インマニ吸気温度Ｔｍを表す信号を制御装置４０へ出力する。

【0033】

アクセル開度センサ９７は、ハイブリッド車両１の速度を制御するために運転者（ユーザ）が操作するアクセルペダルの開度であるアクセルペダル踏込量を検出し、アクセルペダル踏込量を表す信号を制御装置４０へ出力する。例えばアクセルペダル踏込量は、０％から１００％までの値によって表される。車速センサ９８は、ハイブリッド車両１の走行速度である車速Ｖｓを検出し、車速Ｖｓを表す信号を制御装置４０へ出力する。

【0034】

クーラント温度センサ９９ｗは、内燃機関２の冷却に使用されるクーラント（冷却水）の温度に応じた信号を制御装置４０へ出力する。排気温度センサ９９ｈは、触媒７３ａの近傍に配置され、触媒近傍の排気の温度（触媒床温）に応じた信号を制御装置４０へ出力する。

【0035】

排気ガス中のＮＯｘを浄化する触媒７３ａは、活性化温度未満の場合は浄化効率が低下する。このため、制御装置４０は、例えば内燃機関２を始動した直後では、内燃機関２の回転数が比較的高くなるように内燃機関２を制御して、触媒床温を早期に活性化温度以上へと上昇させる（触媒７３ａを暖機する）。しかし、当該触媒７３ａの暖機の際は、内燃機関２の回転数を比較的高くするので、ＮＯｘの発生量が増加している可能性がある。そこで、以下に説明する第１及び第２の実施の形態の処理手順にて、触媒暖機の際において、より少ないＮＯｘ発生量にて効率良く触媒暖機を行う。

【0036】

＜＜第１の実施の形態（図３～図８）＞＞
次に図３～図８を用いて、第１の実施の形態における制御装置４０の処理手順の例について説明する。まず、制御装置４０の処理に用いる各特性について説明する。

【0037】

＜ユーザ要求トルク特性（図３）、ＮＯｘ排出量特性（図４）、排気熱量特性（図５）、排気熱量特性／ＮＯｘ排出量特性（図６）、目標暖機トルク特性（１）（図７）の例＞
図３に示すユーザ要求トルク特性は、ユーザによるアクセルペダル踏込量に応じたユーザ要求トルクが設定されている。なお、Ｎ１～Ｎ５は、各内燃機関回転数を表している。例えば内燃機関回転数＝Ｎ３、アクセルペダル踏込量＝Ｘａの場合、制御装置４０は、ユーザ要求トルク＝Ｔａを算出する。ユーザ要求トルク特性は、制御装置４０の記憶装置（ＲＯＭ４３）に記憶される。なお、ユーザ要求トルクとは、制御装置４０が内燃機関２の要求トルク及びモータジェネレータ３の要求トルクを計算するために便宜上設定されるトルクであり、上記の算出方法の代わりに、アクセルペダル踏込量と現在車速から計算してもよい。またユーザ要求トルクは、アクセルペダル踏込量に応じて増加するが、アクセルペダル踏込量に対して線形の特性でなくてもよい。

【0038】

図４に示すＮＯｘ排出量特性は、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、内燃機関トルク（内燃機関の負荷）と、に応じたＮＯｘ排出量を、実際の車両やシミュレーション等にて測定した結果を示している。図４に示すＮＯｘ排出量特性では、ＮＯｘ排出量が多いほど濃い色彩で表現している。

【0039】

図５に示す排気熱量特性は、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、内燃機関トルク（内燃機関の負荷）と、に応じた排気熱量を、実際の車両やシミュレーション等にて測定した結果を示している。図５に示す排気熱量特性では、排気熱量が大きいほど濃い色彩で表現している。

【0040】

図６に示す排気熱量／ＮＯｘ排出量特性は、図４に示すＮＯｘ排出量特性と、図５に示す排気熱量特性と、を用いて作成した特性であり、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、内燃機関トルク（内燃機関の負荷）と、に応じた排気熱量／ＮＯｘ排出量を示している。図６に示す排気熱量／ＮＯｘ排出量特性では、排気熱量／ＮＯｘ排出量の値が大きいほど濃い色彩で表現している。色彩が濃いほど、ＮＯｘ排出量に対する排気熱量が大きい（すなわち、より少ないＮＯｘ排出量で、より大きい排気熱量を得ることができる）ことを示している。

【0041】

なお図６中において点線で示した「走行トルク」は、各内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）においてハイブリッド車両１の走行に必要なトルクを示している。実際に制御する場合は、この「走行トルク」以上の内燃機関トルクとなるように内燃機関を制御する必要がある。

【0042】

また図６中において実線で示した「ｇ（ｘ）」は、各内燃機関回転数（各運転状態）に対応させて、当該内燃機関回転数（当該運転状態）に対して走行トルク以上の内燃機関トルクの中で当該内燃機関回転数（当該運転状態）に対する排気熱量／ＮＯｘ排出量の値がほぼ最大の値となる点を接続して得られた特性である。例えば内燃機関回転数＝Ｎａの場合、内燃機関回転数＝Ｎａに対応する直線Ｓａ上において、走行トルク以上の内燃機関トルクの中で、排気熱量／ＮＯｘがほぼ最大の値（最も濃い色彩の位置）は、内燃機関トルク＝Ｔａである。また例えば内燃機関回転数＝Ｎｂの場合、内燃機関回転数＝Ｎｂに対応する直線Ｓｂ上において、走行トルク以上の内燃機関トルクの中で、排気熱量／ＮＯｘがほぼ最大の値（最も濃い色彩の位置）は、内燃機関トルク＝Ｔｂである。このように、各内燃機関回転数に対するほぼ最大の値の点を抽出して、各点を接続してｇ（ｘ）を得ることができる。

【0043】

図７に示す目標暖機トルク特性（１）は、図６に示す排気熱量／ＮＯｘ排出量特性から、横軸と縦軸、及びｇ（ｘ）を抽出したものである。目標暖機トルク特性（１）は、各内燃機関回転数（各運転状態）に対応させて、ＮＯｘ排出量に対する排気熱量が最大となる内燃機関トルク（かつ、走行トルク以上のトルクであり、「第１目標トルク」に相当）を示している。目標暖機トルク特性（１）は、制御装置４０の記憶装置（ＲＯＭ４３）に記憶される。

【0044】

＜制御装置４０の処理手順（図８）＞
次に図８を用いて、第１の実施の形態における制御装置４０の処理手順の例について説明する。制御装置４０は、所定時間間隔（例えば数１０［ｍｓ］間隔）にて図８に示す処理を起動して、ステップＳ０１０へ処理を進める。

【0045】

ステップＳ０１０にて制御装置４０は、内燃機関２の運転状態を検出し、ステップＳ０２０へ処理を進める。例えば制御装置４０は、上述したアクセルペダル踏込量、内燃機関回転数、触媒床温、などを取得する。

【0046】

ステップＳ０２０にて制御装置４０は、アクセルペダル踏込量と、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、記憶装置に記憶しているユーザ要求トルク特性と、に基づいてユーザ要求トルクを算出してユーザ要求トルク（Ｔｅ）に記憶して、ステップＳ０３０へ処理を進める。

【0047】

ステップＳ０３０にて制御装置４０は、触媒暖機条件が成立しているか否かを判定し、成立している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４０へ処理を進め、成立していない場合（Ｎｏ）はステップＳ０９０へ処理を進める。例えば制御装置４０は、排気温度センサ９９ｈを用いて検出した触媒床温が触媒活性化温度未満の場合、触媒暖機条件が成立している、と判定する。

【0048】

ステップＳ０４０へ処理を進めた場合、制御装置４０は、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、記憶装置に記憶している目標暖機トルク特性（１）と、に基づいて目標暖機トルク（Ｔｄ）（「第１目標トルク」に相当）を算出して目標暖機トルク（Ｔｄ）に記憶して、ステップＳ０５０へ処理を進める。

【0049】

ステップＳ０５０にて制御装置４０は、目標暖機トルク（Ｔｄ）がユーザ要求トルク（Ｔｅ）よりも大きいか否かを判定する。制御装置４０は、目標暖機トルク（Ｔｄ）がユーザ要求トルク（Ｔｅ）よりも大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０６０へ処理を進め、目標暖機トルク（Ｔｄ）がユーザ要求トルク（Ｔｅ）以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ０９０へ処理を進める。

【0050】

ステップＳ０６０へ処理を進めた場合、制御装置４０は、余剰トルク（目標暖機トルク－ユーザ要求トルク）を算出し、当該余剰トルクと、モータジェネレータ３の回転数に基づいて、モータジェネレータ３の発電関連量であるＭＧ発電関連量を算出してステップＳ０７０へ処理を進める。

【0051】

ステップＳ０７０にて制御装置４０は、目標暖機トルク（Ｔｄ）を出力するように内燃機関２を制御するとともに、ＭＧ発電関連量に基づいてモータジェネレータ３を発電制御（余剰トルクを消費）して、図８に示す処理を終了する。モータジェネレータ３にて発電された電力は、インバータ３１を介してバッテリ３２に蓄えられるので、余剰トルクは無駄にはならない。

【0052】

ステップＳ０９０へ処理を進めた場合、制御装置４０は、ユーザ要求トルク（Ｔｅ）を出力するように、内燃機関２とモータジェネレータ３を制御する。なお、ステップＳ０９０は既存の処理であるので、詳細については説明を省略する。

【0053】

ステップＳ０２０の処理を実行している制御装置４０（ＣＰＵ４１）は、内燃機関の運転状態とアクセルペダル踏込量とユーザ要求トルク特性とに基づいてユーザ要求トルクを求める、ユーザ要求トルク算出部４１ａ（図１、図２参照）に相当している。

【0054】

ステップＳ０４０の処理を実行している制御装置４０（ＣＰＵ４１）は、内燃機関の運転状態と目標暖機トルク特性とに基づいて目標暖機トルクを求める、目標暖機トルク算出部４１ｂ（図１、図２参照）に相当している。

【0055】

ステップＳ０３０、Ｓ０５０、Ｓ０６０、Ｓ０７０の処理を実行している制御装置４０（ＣＰＵ４１）は、触媒７３ａの暖機を必要とする触媒暖機条件が成立している場合、かつ、目標暖機トルクがユーザ要求トルクよりも大きい場合には、目標暖機トルクを出力するように内燃機関２を制御するとともに、目標暖機トルクからユーザ要求トルクを減算した余剰トルクを発電にて消費するようにモータジェネレータ３を制御する、触媒暖機処理部４１ｃ（図１、図２参照）に相当している。

【0056】

＜＜第２の実施の形態（図９～図１１）＞＞
次に図９～図１１を用いて、第２の実施の形態における制御装置４０の処理手順の例について説明する。なお、第２の実施の形態については、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態で利用する目標暖機トルク特性（１）（図７参照）に加えて、図１０に示す目標暖機トルク特性（２）も利用する。

【0057】

＜ＮＯｘ排出量特性（図９）、目標暖機トルク特性（２）（図１０）の例＞
図９に示す、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、内燃機関トルク（内燃機関負荷）と、に応じたＮＯｘ排出量を色彩の濃さで表現したＮＯｘ排出量特性は、図４に示したＮＯｘ排出量特性と同一であり、ＮＯｘ排出量が多いほど濃い色彩で表現されている。ただし、図９には、点線にて示す「走行トルク」と、実線にて示す「ｈ（ｘ）」が追加されている点が、図４とは異なる。

【0058】

図９中に点線で示す「走行トルク」は、図６中に点線で示す「走行トルク」と同じである。「走行トルク」は、各内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）においてハイブリッド車両１の走行に必要なトルクを示している。実際に制御する場合は、この「走行トルク」以上の内燃機関トルクとなるように内燃機関を制御する必要がある。

【0059】

図９中において実線で示した「ｈ（ｘ）」は、各内燃機関回転数（各運転状態）に対応させて、当該内燃機関回転数（当該運転状態）に対して走行トルク以上の内燃機関トルクの中で当該内燃機関回転数（当該運転状態）に対するＮＯｘ排出量の値がほぼ最小の値となる点を接続して得られた特性である。例えば内燃機関回転数＝Ｎｎの場合、内燃機関回転数＝Ｎｎに対応する直線Ｓｎ上において、走行トルク以上の内燃機関トルクの中で、ＮＯｘ排出量がほぼ最小の値（最も薄い色彩の位置）は、内燃機関トルク＝Ｔｎである。また例えば内燃機関回転数＝Ｎｍの場合、内燃機関回転数＝Ｎｍに対応する直線Ｓｍ上において、走行トルク以上の内燃機関トルクの中で、ＮＯｘ排出量がほぼ最小の値（最も薄い色彩の位置）は、内燃機関トルク＝Ｔｍである。このように、各内燃機関回転数に対するほぼ最小の値の点を抽出して、各点を接続してｈ（ｘ）を得ることができる。

【0060】

図１０に示す目標暖機トルク特性（２）は、図９に示すＮＯｘ排出量特性から、横軸と縦軸、及びｈ（ｘ）を抽出したものである。目標暖機トルク特性（２）は、各内燃機関回転数（各運転状態）に対応させて、ＮＯｘ排出量が最小となる内燃機関トルク（かつ、走行トルク以上のトルクであり、「第２目標トルク」に相当）を示している。目標暖機トルク特性（２）は、制御装置４０の記憶装置（ＲＯＭ４３）に記憶される。また、図４に示すＮＯｘ排出量特性も、制御装置４０の記憶装置（ＲＯＭ４３）に記憶される。

【0061】

＜制御装置４０の処理手順（図１１）＞
次に図１１を用いて、第２の実施の形態における制御装置４０の処理手順の例について説明する。図１１に示す第２の実施の形態のフローチャートは、図８に示す第１の実施の形態のフローチャートに対して、ステップＳ０１５、ステップＳ０３５、ステップＳ０４５が追加されている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。なお、図１１に示すフローチャート（第２の実施の形態）において、図８に示すフローチャート（第１の実施の形態）と同一のステップ番号の処理は、第１の実施の形態と同じである。

【0062】

制御装置４０は、第１の実施の形態と同様に、所定時間間隔（例えば数１０［ｍｓ］間隔）にて図１１に示す処理を起動して、ステップＳ０１０へ処理を進める。

【0063】

ステップＳ０１０の処理は、第１の実施の形態（図８）と同様であるので説明を省略する。そして制御装置４０は、ステップＳ０１５へ処理を進める。

【0064】

ステップＳ０１５にて制御装置４０は、当該処理の時間間隔内でのＮＯｘ排出量と走行距離を算出する。制御装置４０は、内燃機関回転数（運転状態）と、内燃機関トルク（内燃機関負荷）と、ＮＯｘ排出量特性と、当該処理の所定時間間隔と、に基づいて所定時間間隔でのＮＯｘ排出量を算出し、算出したＮＯｘ排出量をＮＯｘ排出量積算値に積算する。また制御装置４０は、当該処理の所定時間間隔と、車速センサ９８を用いて検出した車速に基づいて、所定時間間隔での走行距離を算出し、算出した走行距離を走行距離積算値に積算する。例えばＮＯｘ排出量積算値と走行距離積算値は、不揮発性メモリに記憶され、走行距離積算値が所定距離（例えば１０００［ｋｍ］）に達するごとや、燃料の補給を検出するごとにリセットされる（フローチャートの図示は省略）。そして制御装置４０は、ステップＳ０２０へ処理を進める。

【0065】

ステップＳ０２０の処理は、第１の実施の形態（図８）と同様であるので説明を省略する。そして制御装置４０は、ステップＳ０３０へ処理を進める。

【0066】

ステップＳ０３０にて制御装置４０は、第１の実施の形態（図８）と同様に、触媒暖機条件が成立しているか否かを判定し、成立している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０３５へ処理を進め、成立していない場合（Ｎｏ）はステップＳ０９０へ処理を進める。例えば制御装置４０は、排気温度センサ９９ｈを用いて検出した触媒床温が触媒活性化温度未満の場合、触媒暖機条件が成立している、と判定する。

【0067】

ステップＳ０３５へ処理を進めた場合、制御装置４０は、ＮＯｘ排出量積算値／走行距離積算値が、所定閾値以下であるか否かを判定する。制御装置４０は、ＮＯｘ排出量積算値／走行距離積算値が所定閾値以下の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４０へ処理を進め、ＮＯｘ排出量積算値／走行距離積算値が所定閾値よりも大きい場合（Ｎｏ）はステップＳ０４５へ処理を進める。なお、制御装置４０は、走行距離積算値が、ゼロまたは所定距離以下、の場合もステップＳ０４０へ処理を進める。

【0068】

ステップＳ０４０へ処理を進めた場合、制御装置４０は、第１の実施の形態（図８）と同様に、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、記憶装置に記憶している目標暖機トルク特性（１）と、に基づいて目標暖機トルク（Ｔｄ）（「第１目標トルク」に相当）を算出して目標暖機トルク（Ｔｄ）に記憶して、ステップＳ０５０へ処理を進める。

【0069】

ステップＳ０４５へ処理を進めた場合、制御装置４０は、内燃機関回転数（内燃機関の運転状態）と、記憶装置に記憶している目標暖機トルク特性（２）と、に基づいて目標暖機トルク（Ｔｄ）（「第２目標トルク」に相当）を算出して目標暖機トルク（Ｔｄ）に記憶して、ステップＳ０５０へ処理を進める。

【0070】

以下のステップＳ０５０、ステップＳ０６０、ステップＳ０７０、ステップＳ０９０の処理は、第１の実施の形態（図８）と同様であるので説明を省略する。

【0071】

第２の実施の形態では、走行距離積算値に対するＮＯｘ排出量積算値が所定閾値以下の場合では第１の実施の形態と同様に効率良く短時間で触媒暖機を行い、走行距離積算値に対するＮＯｘ排出量積算値が所定閾値よりも大きい場合ではＮＯｘ排出量を最小にするように触媒暖機を行う。

【0072】

本発明の、ハイブリッド車両は、本実施の形態で説明した構成、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えばハイブリッド車両の構成は、図１に示す構成に限定されず、内燃機関システムの構成は、図２に示す構成に限定されるものではない。

【0073】

また、図４に示したＮＯｘ排出量特性と、図５に示した排気熱量特性と、図６に示した排気熱量／ＮＯｘ排出量特性を、吸気温度ごとやクーラント温度（冷却水温度）ごとに用意して、吸気温度ごとやクーラント温度ごとに、図７に示す目標暖機トルク特性（１）を作成して記憶装置に記憶しておいてもよい。この場合、図８、図１１に示すフローチャートにおけるステップＳ０４０にて目標暖機トルク（Ｔｄ）を求める際、吸気温度やクーラント温度に応じた目標暖機トルク特性（１）を用いて求めるようにしてもよい。同様に、図９に示したＮＯｘ排出量特性を、吸気温度ごとやクーラント温度ごとに用意して、吸気温度ごとやクーラント温度ごとに、図１０に示す目標暖機トルク特性（２）を作成して記憶装置に記憶しておいてもよい。この場合、図１１に示すフローチャートにおけるステップＳ０４５にて目標暖機トルク（Ｔｄ）を求める際、吸気温度やクーラント温度に応じた目標暖機トルク特性（２）を用いて求めるようにしてもよい。

【0074】

また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ ハイブリッド車両
２ 内燃機関
２ａ クランクシャフト
３ モータジェネレータ
３ａ 電動機シャフト
５ 過給機
６ 吸気システム
７ 排気システム
８ ＥＧＲシステム
１１ａ、１１ｂ 前輪
１２ａ、１２ｂ 後輪
１３ａ、１３ｂ クラッチ
１４ トランスミッション
１５ ディファレンシャルギア
１６ トランスミッションシャフト
１７ プロペラシャフト
１８ ドライブシャフト
２１ 燃料噴射弁
３１ インバータ
３２ バッテリ
４０ 制御装置
４１ ＣＰＵ
４１ａ ユーザ要求トルク算出部
４１ｂ 目標暖機トルク算出部
４１ｃ 触媒暖機処理部
５１ タービン
５２ 可変ノズル機構
５２ａ ノズルアクチュエータ
５３ コンプレッサ
６１ａ、６１ｂ 吸気管
６２ 吸気マニホールド
６３ インタークーラ
６４ スロットル弁
６４ａ スロットルアクチュエータ
７１ 排気マニホールド
７２ａ、７２ｂ 排気管
７３ 排ガス浄化装置
７３ａ 触媒
８１ ＥＧＲ管
８２ ＥＧＲクーラ
８３ ＥＧＲ弁
９１ クランク角度センサ
９２ カムポジションセンサ
９３ エアフローセンサ
９４ ノズル閉度センサ
９５ａ～９５ｃ 圧力センサ
９６ａ、９６ｂ 吸気温度センサ
９７ アクセル開度センサ
９８ 車速センサ
９９ｈ 排気温度センサ
９９ｗ クーラント温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】