次に、本発明を実施するための最良の形� ��を実施例を用いて説明する。図1は、本発明 の一実施例であるハイブリッド自動車20の構� ��の概略を示す構成図である。実施例のハイ� ��リッド自動車20は、図示するように、エン� �ン22と、エンジン22の出力軸としてのクラン� ��シャフト26にダンパ28を介して接続された3� �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� ��分配統合機構30に接続された駆動軸として� �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� ��動力出力装置全体をコントロールするハイ� ��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� �などの炭化水素系の燃料により動力を出力� �能な内燃機関として構成されており、図2に� ��すように、エアクリーナ122により清浄され� ��空気をスロットルバルブ124を介して吸入す� ��と共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射し� ��吸入された空気とガソリンとを混合し、こ� ��混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸� ��し、点火プラグ130による電気火花によって� ��発燃焼させて、そのエネルギにより押し下� ��られるピストン132の往復運動をクランクシ� ��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浄化装置( 三元触媒)134を介して外気へ排出される。浄� �装置134には、通電すると通電抵抗により発� �する発熱部材(例えば、ステンレスなど)に一 酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の� ��害成分を浄化する触媒を担持させた加熱ヒ� ��タ付き触媒134aと担体に一酸化炭素(CO)や炭� �水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化す� ��触媒を担持させた三元触媒134bとが排気の上 流側からこの順に配置されて構成されている 。加熱ヒータ付き触媒134aは、一端が導電ラ� �ンによりスイッチ134cを介してバッテリ50の� �極端子に接続されており、他端が導電ライ� �により接地されている。したがって、スイ� �チ134cをオンとすることにより加熱ヒータ付� ��触媒134aを加熱することができる。

 エンジン22は、エンジン用電子制御ユニ� �ト(以下、エンジンECUという)24により制御さ� ��ている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とす� �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� �、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示� �ない入出力ポートおよび通信ポートとを備� �る。エンジンECU24には、エンジン22の状態を� ��出する種々のセンサからの信号、クランク� ��ャフト26の回転位置を検出するクランクポ� �ションセンサ140からのクランクポジション� �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� �れた圧力センサ143からの筒内圧力Pin,燃焼室� ��吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブ� ��開閉するカムシャフトの回転位置を検出す� ��カムポジションセンサ144からのカムポジシ� ��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� �られたエアフローメータ148からのエアフロ� �メータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられ� �温度センサ149からの吸気温,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� �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� ��するための種々の制御信号、例えば、燃料� ��射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ1 24のポジションを調節するスロットルモータ1 36への駆動信号、イグナイタと一体化された� ��グニッションコイル138への制御信号、吸気� ��ルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変� ��ルブタイミング機構150への制御信号、スイ� ��チ134cへの駆動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、� ��イブリッド用電子制御ユニット70と通信し� �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� ��と共に必要に応じてエンジン22の運転状態� �関するデータを出力する。なお、エンジンEC U24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も演 算している。

 動力分配統合機構30は、外歯歯車のサン� �ヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置さ� ��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� ��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� ��え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34� ��を回転要素として差動作用を行なう遊星歯� ��機構として構成されている。動力分配統合� ��構30は、キャリア34にはエンジン22のクラン� ��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� ��ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG 1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� ��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2 2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� ��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� ��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� ��機として駆動することができると共に電動� ��として駆動できる周知の同期発電電動機と� ��て構成されており、インバータ41,42を介し� �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� �ン54は、各インバータ41,42が共用する正極母� ��および負極母線として構成されており、モ� ��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� �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� �ット(以下、モータECUという)40により駆動制� ��されている。モータECU40には、モータMG1,MG2� ��駆動制御するために必要な信号、例えばモ� ��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� ��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� �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� ��ており、ハイブリッド用電子制御ユニット7 0からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動� ��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。なお、モータECU4 0は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基 づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算して� ��る。

 バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニ� �ト(以下、バッテリECUという)52によって管理� ��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� ��からの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に� ��続された電力ライン54に取り付けられた図� �しない電流センサからの充放電電流,バッテ� ��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� ��ッテリ50の状態に関するデータを通信によ� �ハイブリッド用電子制御ユニット70に出力す る。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管� �するために電流センサにより検出された充� �電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算 したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbと� �基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大 許容電力である入出力制限Win,Woutを演算して� ��る。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは 、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの� �本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基� ��いて出力制限用補正係数と入力制限用補正� ��数とを設定し、設定した入出力制限Win,Wout� �基本値に補正係数を乗じることにより設定� �ることができる。図3に電池温度Tbと入出力� �限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッ� �リ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正� �数との関係の一例を示す。

 ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CP U72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� ��憶するROM74と、データを一時的に記憶するRA M76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� �のイグニッション信号,シフトレバー81の操� �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� ��み込み量を検出するアクセルペダルポジシ� ��ンセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキ� ��ダル85の踏み込み量を検出するブレーキペ� �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� ��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� �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実施例のハイブリッ� ��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� �32aに出力すべき要求トルクを計算し、この� �求トルクに対応する要求動力がリングギヤ� �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� �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� ��力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2と� �よってトルク変換されてリングギヤ軸32aに� �力されるようモータMG1およびモータMG2を駆� �制御するトルク変換運転モードや要求動力� �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� ��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� ��の全部またはその一部が動力分配統合機構3 0とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換� �伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力さ� �るようモータMG1およびモータMG2を駆動制御� �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。

 次に、こうして構成された実施例のハイ� ��リッド自動車20の動作、特にモータ運転モ� �ドによりモータ走行している最中にアクセ� �ペダル83などが踏み込まれて大きなアクセル 開度Accとなったり車速Vが大きくなり車両に� �求されるパワーが大きくなることによりエ� �ジン22が始動要求されたときの動作について 説明する。図5はエンジン22が始動要求された ときにハイブリッド用電子制御ユニット70に� ��り実行されるエンジン始動制御ルーチンの� ��例を示すフローチャートであり、図6はこの エンジン始動制御ルーチンが実行されている ときに並行してハイブリッド用電子制御ユニ ット70により繰り返し実行される始動時駆動� ��御ルーチンの一例を示すフローチャートで� ��る。図6の始動時駆動制御ルーチンは、所定 時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行され る。説明の都合上、図5のエンジン始動制御� �ーチンと図6の始動時駆動制御ルーチンとを� ��宜組み合わせて説明する。

 図5のエンジン始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� ��CPU72は、まず、エンジン22の冷却水の温度Tw� ��入力し(ステップS100)、入力した冷却水温度T wを閾値Trefと比較する(ステップS110)。ここで� ��冷却水温度Twは、水温センサ142により検出� �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。また、閾値Trefは、浄化装� �134の加熱ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bが 十分に機能することができる温度より随分低 い温度であることを推定する程度のエンジン 22の冷却水の温度として設定されるものであ� ��、例えば、50℃や70℃などを用いることがで きる。

 冷却水温度Twが閾値Tref以上のときには、� ��化装置134の加熱ヒータ付き触媒134aや三元触 媒134bは比較的加温された状態にあると判断� �、モータリング開始フラグFMに値1を設定し(� ��テップS120)、エンジン22の始動を開始する制 御信号をエンジンECU24に送信する(ステップS18 0)。エンジン22の始動を開始する制御信号を� �信したエンジンECU24は、エンジン22の回転数N eが回転数Nrefに至ったときにエンジン22の燃� �噴射制御や点火制御を開始してエンジン22を 始動する。そして、エンジン22の始動が完了� ��るのを待って(ステップS190)、モータリング� ��始フラグFMを値0にリセットして(ステップS20 0)、エンジン始動制御ルーチンを終了する。� ��ち、冷却水温度Twが閾値Tref以上のときには� ��直ちにエンジン22を始動するのである。こ� �とき、浄化装置134の加熱ヒータ付き触媒134a� ��三元触媒134bは比較的加温された状態にある から、すぐに加熱ヒータ付き触媒134aや三元� �媒134bは加温されるため、エミッションは悪� ��しない。こうした冷却水温度Twが閾値Tref以� ��のときの駆動制御は以下のように行なわれ� ��。

 図6の始動時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C PU72は、まず、アクセルペダルポジションセ� �サ84からのアクセル開度Accや車速センサ88か� ��の車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテ� �50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデー� ��を入力し(ステップS300)、入力したアクセル� ��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� �としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求� �ルクTr*を設定する(ステップS310)。ここで、� �ータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出セ ンサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転 子の回転位置に基づいて演算されたものをモ ータECU40から通信により入力するものとした� ��また、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とバッテリ50の残容量(SO C)とに基づいて設定されたものをバッテリECU5 2から通信により入力するものとした。要求� �ルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと� �速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要� ��トルク設定用マップとしてROM74に記憶して� �き、アクセル開度Accと車速Vとが与えられる� ��記憶したマップから対応する要求トルクTr*� ��導出して設定するものとした。図7に要求ト ルク設定用マップの一例を示す。

 続いて、モータリング開始フラグFMの値� �調べ(ステップS320)、モータリング開始フラ� �FMが値1のとき、即ち、エンジン22の冷却水の 温度Twが閾値Tref以上であったときには、エン ジン22の始動時のトルクマップとエンジン22� �始動開始からの経過時間tとに基づいてモー� ��MG1のトルク指令Tm1*を設定する。(ステップS3 40)。エンジン22の始動時にモータMG1のトルク� ��令Tm1*に設定するトルクマップの一例とエン ジン22の回転数Neの変化の様子の一例とを図8� ��示す。実施例のトルクマップは、エンジン2 2の始動指示がなされた時間t11の直後からレ� �ト処理を用いて比較的大きなトルクをトル� �指令Tm1*に設定してエンジン22の回転数Neを迅 速に増加させる。エンジン22の回転数Neが共� �回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過� �るのに必要な時間以降の時間t12にエンジン22 を安定して回転数Nref以上でモータリングす� �ことができるトルクをトルク指令Tm1*に設定� ��、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸3 2aにおける反力を小さくする。そして、エン� ��ン22の始動を開始する制御信号をエンジンEC U24に送信した以降でエンジン22の回転数Neが� �転数Nref以上となった時間t13からレート処理� ��用いてトルク指令Tm1*を値0とし、エンジン22 の完爆が判定された時間t15から発電用のトル クをトルク指令Tm1*に設定する。ここで、回� �数Nrefは、エンジン22の燃料噴射制御や点火� �御を開始する最低回転数である。エンジン22 を始動しているときの動力分配統合機構30の� ��転要素における回転数とトルクとの力学的� ��関係を示す共線図の一例を図9に示す。図中 、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサン� �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� ��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。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� ��るトルクとを示す。

 モータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると、要 求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力� �配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加え� ��更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2 から出力すべきトルクの仮の値である仮トル クTm2tmpを次式(1)により計算し(ステップS350)、 バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したト� �ク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗� ��て得られるモータMG1の消費電力(発電電力)� �の偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることに� �りモータMG2から出力してもよいトルクの上� �限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(2)お� ��び式(3)により計算すると共に(ステップS360)� ��設定した仮トルクTm2tmpを式(4)によりトルク� ��限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指 令Tm2*を設定する(ステップS370)。ここで、式(1 )は、図9の共線図から容易に導くことができ� ��。
 Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr        (1)
 Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2     (2)
 Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2    (3)
 Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (4)

 こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2* を設定すると、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*を モータECU40に送信して(ステップS380)、始動時� ��動制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1* ,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*� ��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� ��スイッチング素子のスイッチング制御を行� ��う。

 次に、図5のエンジン始動制御ルーチンのス テップS110でエンジン22の冷却水の温度Twが閾� ��Tref未満のときについて説明する。このとき 、図5のエンジン始動制御ルーチンでは、浄� �装置134の加熱ヒータ付き触媒134aを加熱する� ��要があると判断し、触媒加熱を開始する制� ��信号をエンジンECU24に送信する(ステップS130 )。触媒加熱を開始する制御信号を受信した� �ンジンECU24は、スイッチ134cをオンとするこ� �によりバッテリ50の電圧を加熱ヒータ付き触 媒134aに印加して加熱ヒータ付き触媒134aを加� ��する。続いて、スイッチ134cをオンとしてか ら加熱ヒータ付き触媒134aが若干加熱するの� �必要な時間として設定された第1所定時間(例 えば、2秒や3秒,5秒など)だけ経過するのを待� ��て(ステップS140)、モータリング開始フラグF Mに値1を設定する(ステップS150)。そして、ス� ��ッチ134cをオンとしてから加熱ヒータ付き触 媒134aが機能できる程度に加熱するのに必要� �
時間として設定された第2所定時間(例えば、8 秒や10秒など)が経過するのを待って(ステッ� �S160)、触媒加熱を停止する制御信号をエンジ ンECU24に送信し(ステップS170)、エンジン22の� �動を開始する制御信号をエンジンECU24に送信 し(ステップS180)、エンジン22の始動が完了す� ��のを待って(ステップS190)、モータリング開� ��フラグFMを値0にリセットして(ステップS200)� ��エンジン始動制御ルーチンを終了する。触� ��加熱を停止する制御信号を受信したエンジ� ��ECU24は、スイッチ134cをオフとすることによ� ��加熱ヒータ付き触媒134aの加熱を停止する。 このように、冷却水温度Twが閾値Tref未満のと きには、第2所定時間に亘って加熱ヒータ付� �触媒134aに通電して加熱ヒータ付き触媒134aを 加熱すると共に加熱ヒータ付き触媒134aの加� �を開始してから第1所定時間が経過したとき� ��モータリング開始フラグFMに値1を設定して� ��ータMG1によるエンジン22のモータリングを� �始する。こうした冷却水温度Twが閾値Tref未� �のときの駆動制御は以下のように行なわれ� �。

 図6の始動時駆動制御ルーチンでは、冷却 水温度Twが閾値Tref以上のときと同様に、まず 、アクセル開度Accや車速V,モータMG1,MG2の回転 数Nm1,Nm2,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し(ステップS300)、入 力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて� �動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき� �求トルクTr*を設定する(ステップS310)。そし� �、触媒加熱フラグF1の値を調べるが(ステッ� �S320)、冷却水温度Twが閾値Tref未満であったた めに直ちにモータリング開始フラグFMに値1が 設定されないから、ステップS320では否定的� �判定がなされ、モータMG1のトルク指令Tm1*に� ��値0が設定される(ステップS330)。そして、値 0が設定されたトルク指令Tm1*と要求トルクTr*� ��を用いて上述の式(1)~式(4)によりモータMG2の トルク指令Tm2*を設定し(ステップS350~S370)、設 定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信� ��て(ステップS380)、始動時駆動制御ルーチン� ��終了する。このときの動力分配統合機構30� �回転要素における回転数とトルクとの力学� �な関係を示す共線図の一例を図10に示す。

 スイッチ134cをオンとしてから第1所定時� �が経過すると、図5のエンジン始動制御ルー� ��ンのステップS150の処理でモータリング開始 フラグFMに値1が設定されるから、図6の始動� �駆動制御ルーチンのステップS320では肯定的� ��判定がなされ、エンジン22の始動時のトル� �マップとエンジン22の始動開始からの経過時 間tとに基づいてモータMG1のトルク指令Tm1*が� ��定され(ステップS340)、設定したトルク指令T m1*と要求トルクTr*とを用いて上述の式(1)~式(4 )によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ス テップS350~S370)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*� �モータECU40に送信して(ステップS380)、始動時 駆動制御ルーチンを終了する。

 こうした制御により、エンジン22はモー� �リングされるが、加熱ヒータ付き触媒134aの� ��熱を開始してから第2所定時間が経過するま では、エンジン22の始動を開始する制御信号� ��エンジンECU24に送信されないため、エンジ� �22はモータリングされるだけで始動されない 。こうしたエンジン22のモータリングにより� ��気が浄化装置134に供給され、加熱ヒータ付� ��触媒134aがより均一に加熱されると共に加熱 ヒータ付き触媒134aの熱が三元触媒134bに伝達� ��れる。また、排気には、未燃焼燃料が混在� ��るため、未燃焼燃料が加熱ヒータ付き触媒1 34aや三元触媒134bで浄化される際に生じる熱� �より加熱ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bの 加熱を促進することができる。即ち、エンジ ン22をモータリングすることにより、加熱ヒ� ��タ付き触媒134aをより均一に加熱すると共に 加熱ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bを迅速� ��加熱することができるのである。加熱ヒー� ��付き触媒134aの加熱を開始してから第2所定� �間が経過すると、エンジン22の始動を開始す る制御信号がエンジンECU24に送信され、直ち� ��燃料噴射や点火が行なわれてエンジン22は� �動する。このため、加熱ヒータ付き触媒134a� ��加熱が終了してからエンジン22をモータリ� �グして始動するものに比して、迅速にエン� �ン22を始動することができる。

 以上説明した実施例のハイブリッド自動� ��20によれば、エンジン22の冷却水の温度Twが� ��値Tref未満のときには、浄化装置134の加熱ヒ ータ付き触媒134aや三元触媒134bは比較的加温� ��れた状態にないと推定し、第2所定時間に亘 って加熱ヒータ付き触媒134aに通電して加熱� �ータ付き触媒134aを加熱し、加熱ヒータ付き� ��媒134aの加熱を開始してから第1所定時間が� �過したときにエンジン22をモータリングする ことにより、加熱ヒータ付き触媒134aをより� �一に加熱することができると共に加熱ヒー� �付き触媒134aや三元触媒134bを迅速に加熱する ことができる。しかも、加熱ヒータ付き触媒 134aの加熱を開始してから第2所定時間が経過� ��たときに直ちに燃料噴射と点火を行なって� ��ンジン22を始動することができるから、加� �ヒータ付き触媒134aの加熱が終了してからエ� ��ジン22をモータリングして始動するものに� �して、迅速にエンジン22を始動することがで きる。もとより、加熱ヒータ付き触媒134aの� �熱終了後にエンジン22を始動するから、エン ジン22を始動した直後のエミッションの悪化� ��抑制することができる。また、エンジン22� �冷却水の温度Twが閾値Tref以上のときには、� �化装置134の加熱ヒータ付き触媒134aや三元触� ��134bは比較的加温された状態にあると推定し 、直ちにエンジン22を始動するから、迅速に� ��ンジン22を始動してエンジン22からの動力を 用いることができる。このとき、浄化装置134 の加熱ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bは比� ��的加温された状態にあるから、エンジン22� �始動した直後でもエミッションの悪化を抑� �することができる。

 また、実施例のハイブリッド自動車20に� �れば、浄化装置134の一部に加熱ヒータ付き� �媒134aを用いたから、少ない電力により迅速� ��加熱ヒータ付き触媒134aを加熱することがで きる。更に、浄化装置134に排気の上流側から 加熱ヒータ付き触媒134a,三元触媒134bの順に配 置することにより、エンジン22をモータリン� ��した際の排気により加熱ヒータ付き触媒134a の熱を三元触媒134bに伝えるから、三元触媒13 4bを迅速に加温することができる。これらの� ��果、浄化装置134をより迅速に機能させるこ� ��ができ、エミッションの悪化を抑制するこ� ��ができる。

 実施例のハイブリッド自動車20では、浄� �装置134の一部に加熱ヒータ付き触媒134aを用� ��るものとしたが、浄化装置134の全てを加熱� ��ータ付き触媒134aとするものとしても構わな い。また、実施例のハイブリッド自動車20で� ��、浄化装置134に排気の上流側から加熱ヒー� ��付き触媒134a,三元触媒134bの順に配置するも� ��としたが、浄化装置134に排気の上流側から� ��元触媒134b,加熱ヒータ付き触媒134aの順に配� ��するものとしたり、三元触媒134b,加熱ヒー� �付き触媒134a,三元触媒134bの順に加熱ヒータ� �き触媒134aを挟むように配置するものとする� ��ど、如何なるように配置しても構わない。

 実施例のハイブリッド自動車20では、自� �の通電抵抗により発熱する発熱部材に触媒� �担持させて加熱ヒータ付き触媒134aを構成す� ��ものとしたが、通電抵抗により発熱しない� ��材に触媒を担持させると共にこれらを加熱� ��る部材を取り付けて加熱ヒータ付き触媒134a を構成するものとしてもよい。

 実施例のハイブリッド自動車20では、エ� �ジン22の冷却水の温度Twが閾値Tref未満のとき には、第2所定時間に亘って加熱ヒータ付き� �媒134aに通電して加熱ヒータ付き触媒134aを加 熱するものとしたが、エンジン22の冷却水の� ��度Twが閾値Tref未満のときには、エンジン22� �冷却水の温度Twに基づく時間に亘って加熱ヒ ータ付き触媒134aに通電して加熱ヒータ付き� �媒134aを加熱するものとしてもよい。この場� ��、エンジン22の冷却水の温度Twが高いほど短 くなる傾向の時間に亘って加熱ヒータ付き触 媒134aに通電して加熱ヒータ付き触媒134aを加� ��するものとし、加熱ヒータ付き触媒134aを加 熱する時間の1/2や1/3,2/3の時間が経過したと� �にエンジン22のモータリングを開始するもの としたりするなどしてもよい。

 実施例のハイブリッド自動車20では、エ� �ジン22の冷却水の温度Twが閾値Tref未満である か否かにより、浄化装置134の加熱ヒータ付き 触媒134aや三元触媒134bは比較的加温された状� ��にないか比較的加温された状態にあるかを� ��定するものとしたが、エンジン22の運転を� �止してからの経過時間に基づいて、浄化装� �134の加熱ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bは 比較的加温された状態にないか比較的加温さ れた状態にあるかを推定するものとしてもよ い。この場合、エンジン22の運転を停止して� ��らの経過時間に基づく時間に亘って加熱ヒ� ��タ付き触媒134aに通電して加熱ヒータ付き触 媒134aを加熱するものとしてもよい。更にこ� �場合、エンジン22の運転を停止してからの経 過時間が短いほど短くなる傾向の時間に亘っ て加熱ヒータ付き触媒134aに通電して加熱ヒ� �タ付き触媒134aを加熱するものとし、加熱ヒ� ��タ付き触媒134aを加熱する時間の1/2や1/3,2/3� �時間が経過したときにエンジン22のモータリ ングを開始するものとしたりするなどしても よい。

 実施例のハイブリッド自動車20では、エ� �ジン22の冷却水の温度Twが閾値Tref未満のとき には、第2所定時間に亘って加熱ヒータ付き� �媒134aに通電して加熱ヒータ付き触媒134aを加 熱し、加熱ヒータ付き触媒134aの加熱を開始� �てから第1所定時間が経過したときにエンジ� ��22のモータリングを開始するものとしたが� �エンジン22のモータリングの開始は加熱ヒー タ付き触媒134aの加熱と同時であっても構わ� �い。

 実施例のハイブリッド自動車20では、減� �ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸 32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リ ングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるも のとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変 速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリ ングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものと しても構わない。

 実施例のハイブリッド自動車20では、エ� �ジン22からの動力を動力分配統合機構30を介� ��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に出力すると共にモータMG2か らの動力を減速ギヤ35を介してリングギヤ軸3 2aに出力するものとしたが、図11の変形例の� �イブリッド自動車120に例示するように、エ� �ジン22の動力を動力分配統合機構30を介して� ��動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリン グギヤ軸32aに出力すると共にモータMG2からの 動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆� �輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(� �11における車輪64a,64bに接続された車軸)に出� ��するものとしてもよい。

 実施例のハイブリッド自動車20では、エ� �ジン22からの動力を動力分配統合機構30を介� ��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に出力すると共にモータMG2か らの動力を減速ギヤ35を介してリングギヤ軸3 2aに出力するものとしたが、図12の変形例の� �イブリッド自動車220に例示するように、エ� �ジン22からの動力を、エンジン22のクランク� ��ャフト26に接続されたインナーロータ232と� �動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続さ� ��たアウターロータ234とを有しエンジン22の� �力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の� �力を電力に変換する対ロータ電動機230を介� �て駆動輪63a,63bが接続された駆動軸に出力す� ��と共にモータMG2からの動力を駆動軸に出力� ��るものとしてもよい。

 実施例のハイブリッド自動車20では、エ� �ジン22からの動力を動力分配統合機構30を介� ��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に出力すると共にモータMG2か らの動力を減速ギヤ35を介してリングギヤ軸3 2aに出力するものとしたが、図13の変形例の� �イブリッド自動車320に例示するように、駆� �輪63a,63bに接続された駆動軸に変速機330を介� ��てモータMGを取り付け、モータMGの回転軸に クラッチ329を介してエンジン22を接続する構� ��とし、エンジン22からの動力をモータMGの回 転軸と変速機330とを介して駆動軸に出力する と共にモータMGからの動力を変速機330を介し� ��駆動軸に出力するものとしてもよい。ある� ��は、図14の変形例のハイブリッド自動車420� �例示するように、エンジン22からの動力を変 速機430を介して駆動輪63a,63bに接続された車� �に出力すると共にモータMGからの動力を駆動 輪63a,63bが接続された車軸とは異なる車軸(図1 4における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力 するものとしてもよい。即ち、走行用の動力 を出力するエンジンと走行用の動力を出力す る電動機とを備えるものであれば如何なるタ イプのハイブリッド自動車としてもよいので ある。さらに、図15の変形例のハイブリッド� ��動車520に例示するように、エンジン22と、� �ンジン22からの動力により発電する発電機530 と、発電機530やバッテリ50からの電力を用い� ��走行用の動力を出力するモータMGと、を備� �るものとしても構わない。

 実施例では、本発明をハイブリッド自動� ��20の形態として説明したが、自動車以外の� �両の形態としてもよいし、車両の制御方法� �形態としてもよい。

 ここで、実施例の主要な要素と発明の開� ��の欄に記載した発明の主要な要素との対応� ��係について説明する。実施例では、エンジ� ��22が「内燃機関」に相当し、モータMG2が「� �動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」 に相当し、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くバッテリ50の残容量( SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいてバ� ��テリ50を充放電してもよい最大許容電力で� �る入出力制限Win,Woutを演算するバッテリECU52� ��「出力制限設定手段」に相当し、加熱ヒー� ��付き触媒134aと三元触媒134bとを有する浄化� �置134が「排気浄化手段」に相当し、スイッ� �134cが「電力供給手段」に相当し、エンジン2 2の冷却水の温度Twを検出する水温センサ142と この水温センサ142により検出された冷却水の 温度Twが閾値Tref未満であるときに浄化装置134 の加熱ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bが比� ��的加温された状態にないと推定する図5のエ ンジン始動制御ルーチンのステップS110を実� �するハイブリッド用電子制御ユニット70とが 「触媒温度推定手段」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� �する図6の始動時駆動制御ルーチンのステッ� ��S310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� ��し、エンジン22の冷却水の温度Twが閾値Tref� �上のときには、浄化装置134の加熱ヒータ付� �触媒134aや三元触媒134bは比較的加温された状 態にあると推定し、直ちにモータMG1によって エンジン22をモータリングしてエンジン22を� �動すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Wout� ��範囲内でモータMG2から要求トルクTr*が駆動� ��としてのリングギヤ軸32aに出力して走行す� ��ようエンジン22やモータMG1,モータMG2を制御� ��、エンジン22の冷却水の温度Twが閾値Tref未� �のときには、浄化装置134の加熱ヒータ付き� �媒134aや三元触媒134bは比較的加温された状態 にないと推定し、第2所定時間に亘って加熱� �ータ付き触媒134aに通電して加熱ヒータ付き� ��媒134aを加熱し、加熱ヒータ付き触媒134aの� �熱を開始してから第1所定時間が経過したと� ��にエンジン22のモータリングを開始し、加� �ヒータ付き触媒134aの加熱終了後にエンジン2 2への燃料噴射と点火とを開始して始動する� �共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内� ��モータMG2から要求トルクTr*が駆動軸として� ��リングギヤ軸32aに出力して走行するようエ� ��ジン22やモータMG1,モータMG2,スイッチ134cを� �御するために図5のエンジン始動制御ルーチ� ��や図6の始動時駆動制御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とエンジ� ��22を始動する制御信号を受信して吸入空気� �制御,燃料噴射制御,点火制御などを実行して エンジン22を始動するエンジンECU24とトルク� �令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を制御する� ��ータECU40とが「制御手段」に相当する。ま� �、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力 動力入出力手段」に相当し、モータMG1が「発 電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸 式動力入出力手段」に相当する。対ロータ電 動機230も「電力動力入出力手段」に相当する 。

 ここで、「内燃機関」としては、ガソリ� ��または軽油などの炭化水素系の燃料により� ��力を出力する内燃機関に限定されるもので� ��なく、水素エンジンとしてもよく、如何な� ��タイプの内燃機関としても構わない。「電� ��機」としては、同期発電電動機として構成� ��れたモータMG2に限定されるものではなく、� ��導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能� ��ものであれば如何なるタイプの電動機であ� ��ても構わない。「蓄電手段」としては、二� ��電池としてのバッテリ50に限定されるもの� �はなく、キャパシタなど、電力動力入出力� �段とや電動機と電力のやりとりが可能であ� �ば如何なるものとしても構わない。「出力� �限設定手段」としては、バッテリ50の残容量 (SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいて入 出力制限Win,Woutを演算するものに限定される� ��のではなく、残容量(SOC)や電池温度Tbの他に 例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて� ��算するものなど、蓄電手段の状態に基づい� ��蓄電手段から放電してもよい許容最大電力� ��ある出力制限を設定するものであれば如何� ��るものとしても構わない。「排気浄化手段� ��としては、加熱ヒータ付き触媒134aと三元触 媒134bとを有する浄化装置134に限定されるも� �ではなく、実施例と同様の加熱ヒータ付き� �媒134aだけを有する浄化装置としたり、通電� ��抗により発熱しない部材に触媒を担持させ� ��と共にこれらを加熱する部材を取り付けて� ��る加熱ヒータ付き触媒を有するものとした� ��するなど、内燃機関の排気系に取り付けら� ��、内燃機関からの排気を浄化するための触� ��を担持すると共に電力の供給を受けて触媒� ��加熱する触媒担持加熱部材を有するもので� ��れば如何なるものとしても構わない。「電� ��供給手段」としては、スイッチ134cに限定さ れるものではなく、リレーとするなど、蓄電 手段からの電力の触媒担持加熱部材への供給 を司るものであれば如何なるものとしても構 わない。「触媒温度推定手段」としては、エ ンジン22の冷却水の温度Twが閾値Tref未満であ� ��ときに浄化装置134の加熱ヒータ付き触媒134a や三元触媒134bが比較的加温された状態にな� �と推定するものに限定されるものではなく� �エンジン22の運転を停止してからの経過時間 に基づいて浄化装置134の加熱ヒータ付き触媒 134aや三元触媒134bは比較的加温された状態に� ��いと推定するものとしたり、浄化装置134に� ��度センサを取り付けて温度センサからの温� ��に基づいて浄化装置134の加熱ヒータ付き触� ��134aや三元触媒134bは比較的加温された状態� �ないと推定するものとしたりするなど、排� �浄化手段における触媒が所定温度未満であ� �のを推定するものであれば如何なるものと� �ても構わない。「要求駆動力設定手段」と� �ては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて� ��求トルクTr*を設定するものに限定されるも� ��ではなく、アクセル開度Accだけに基づいて� ��求トルクを設定するものや走行経路が予め� ��定されているものにあっては走行経路にお� ��る走行位置に基づいて要求トルクを設定す� ��ものなど、走行に要求される要求駆動力を� ��定するものであれば如何なるものとしても� ��わない。「制御手段」としては、ハイブリ� ��ド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモ ータECU40とからなる組み合わせに限定される� ��のではなく単一の電子制御ユニットにより� ��成されるなどとしてもよい。また、「制御� ��段」としては、エンジン22の冷却水の温度Tw が閾値Tref以上のときには、浄化装置134の加� �ヒータ付き触媒134aや三元触媒134bは比較的加 温された状態にあると推定し、直ちにモータ MG1によってエンジン22をモータリングしてエ� ��ジン22を始動すると共にバッテリ50の入出力 制限Win,Woutの範囲内でモータMG2から要求トル� ��Tr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力� ��て走行するようエンジン22やモータMG1,モー� ��MG2を制御し、エンジン22の冷却水の温度Twが 閾値Tref未満のときには、浄化装置134の加熱� �ータ付き触媒134aや三元触媒134bは比較的加温 された状態にないと推定し、第2所定時間に� �って加熱ヒータ付き触媒134aに通電して加熱� ��ータ付き触媒134aを加熱し、加熱ヒータ付き 触媒134aの加熱を開始してから第1所定時間が� ��過したときにエンジン22のモータリングを� �始し、加熱ヒータ付き触媒134aの加熱終了後� ��エンジン22への燃料噴射と点火とを開始し� �始動すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Wo utの範囲内でモータMG2から要求トルクTr*が駆� ��軸としてのリングギヤ軸32aに出力して走行� ��るようエンジン22やモータMG1,モータMG2,スイ ッチ134cを制御するものに限定されるもので� �なく、内燃機関の運転を停止して要求駆動� �によって走行するよう内燃機関と電動機と� �制御している最中に内燃機関の始動が要求� �れたとき、触媒温度推定手段により触媒が� �定温度未満であると推定されないときには� �燃機関の始動を伴って蓄電手段の出力制限� �範囲内で要求駆動力によって走行するよう� �燃機関と電動機とを制御し、触媒温度推定� �段により触媒が所定温度未満であると推定� �れたときには第1の所定時間に亘る触媒担持� ��熱部材への電力供給と第1の所定時間内の少 なくとも一部の時間に亘る内燃機関のモータ リングと触媒担持加熱部材への電力供給の終 了後の内燃機関の始動とを伴って蓄電手段の 出力制限の範囲内で要求駆動力によって走行 するよう内燃機関と電動機と電力供給手段と を制御するものであれば如何なるものとして も構わない。即ち、内燃機関の運転を停止し て要求駆動力によって走行するよう内燃機関 と電動機とを制御している最中に内燃機関の 始動が要求されないときに如何なる制御を行 なうものとしてもよいのである。「電力動力 入出力手段」としては、動力分配統合機構30� ��モータMG1とを組み合わせたものや対ロータ� ��動機230に限定されるされるものではなく、� ��軸に連結された駆動軸に接続されると共に� ��駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関� ��出力軸に接続され、電力と動力の入出力を� ��って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入� ��力可能なものであれば如何なるものとして� ��構わない。「発電機」としては、同期発電� ��動機として構成されたモータMG1に限定され� ��ものではなく、誘導電動機など、動力を入� ��力可能なものであれば如何なるタイプの発� ��機としても構わない。「3軸式動力入出力手 段」としては、上述の動力分配統合機構30に� ��定されるものではなく、ダブルピニオン式� ��遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯� ��機構を組み合わせて4以上の軸に接続される ものやデファレンシャルギヤのように遊星歯 車とは異なる作動作用を有するものなど、駆 動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接� �され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 ものであれば如何なるものとしても構わない 。

 なお、実施例の主要な要素と発明の開示� ��欄に記載した発明の主要な要素との対応関� ��は、実施例が発明の開示の欄に記載した発� ��を実施するための最良の形態を具体的に説� ��するための一例であることから、発明の開� ��の欄に記載した発明の要素を限定するもの� ��はない。即ち、発明の開示の欄に記載した� ��明についての解釈はその欄の記載に基づい� ��行なわれるべきものであり、実施例は発明� ��開示の欄に記載した発明の具体的な一例に� ��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� ��について実施例を用いて説明したが、本発� ��はこうした実施例に何等限定されるもので� ��なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に� ��いて、種々なる形態で実施し得ることは勿� ��である。