JP2014004925A - 発電制御装置及びハイブリッド車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】充電器の充電量を枯渇させることなく、さらに、省ＣＯ２性能を悪化させることなく走行する。
【解決手段】マネジメントＥＣＵ１１９（発電制御装置）は、供給される電力によって駆動する電動機と、ＣＡＴ（排気浄化触媒）を有する内燃機関及び内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を電動機又は電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器に供給する発電部と、を備えるＨＬＶ（ハイブリッド車両）における発電を制御する。マネジメントＥＣＵ１１９は、内燃機関のＣＡＴの温度に応じて内燃機関の出力を規制し、平均消費電力（Pave）に応じて内燃機関の空気流入量を可変する。
【選択図】図２

Description

本発明は、発電制御装置及びハイブリッド車両に関する。
発電制御装置は、内燃機関を発電機として使用するシリーズ方式のハイブリット車における発電を制御する。
一般に内燃機関は、排気ガスを浄化させる排気浄化触媒（ＣＡＴ（ｃａｔａｌｙｚｅｒ））を備えており、内燃機関の出力を高めると、ＣＡＴの温度が上昇する。例えば、内燃機関の出力を高めた状態としては、急勾配の登坂を高速で走行する状態などがある。このような急勾配の登坂を高速で走行した状態が長く継続すると、ＣＡＴは、温度が上昇することによる性能劣化を招く恐れがある。
従来のガソリンなどの化石燃料を内燃機関において燃焼させて得られる駆動力により走行する車両（例えば、ガソリン車）においては、内燃機関からの出力を直接駆動力として使用している。それゆえ、ガソリン車は、例えＣＡＴの温度が上昇するような場合が生じたとしても、内燃機関の出力を変更することができない。そこで、ガソリン車においては、内燃機関の燃焼状態を燃料の混合比を高める（Rich化する）ことにより、排気ガスに含まれる燃焼しなかった燃料（例えば、ガソリン）の気化潜熱を利用して、ドライバが要求する内燃機関の出力を維持したままＣＡＴの温度を低下させている。
一方、内燃機関を発電機として使用するシリーズ方式のハイブリット車では、トラクションモータ（電動機）を車両の駆動源としているので、内燃機関からの出力を直接駆動軸へ出力しなくてもよい場合がある。それゆえ、内燃機関の運転点を変更することにより内燃機関の出力が変化したとしても、駆動軸に供給する駆動力に影響を与えることがなくＣＡＴの温度を低下させることができる（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１によれば、ハイブリッド車の構成において、ＣＡＴの温度を低下させるために、内燃機関の運転点を等出力線に沿って運転点を変更する制御方法が開示されている。
特許３４５４１０１号公報
特許文献１による運転点を変更する制御方法においては、内燃機関の運転点を等出力線に沿って運転点を変更することにより、発電量を維持したままＣＡＴの温度を低下させることができる。しかしながら、同制御方法によれば、エネルギー維持（発電量を維持すること）の観点では有効であるが、発電効率が低下することにより省ＣＯ２性能が悪化するという問題がある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、従来の技術に対し、充電器の充電量を枯渇させることなく、さらに、省ＣＯ２性能を悪化させることなく走行することが可能な発電制御装置及びハイブリッド車両を提供することにある。
上記問題を解決するために、請求項１に記載した発明は、供給される電力によって駆動する電動機（例えば、本実施形態における電動機１０７）と、内燃機関（例えば、本実施形態における内燃機関１０９）及び前記内燃機関の運転によって発電する発電機（例えば、本実施形態における発電機１１１）を有し、発電した電力を前記電動機又は前記電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器に供給する発電部（例えば、本実施形態におけるＡＰＵ１２１）と、を備えたハイブリッド車両（例えば、本実施形態におけるＨＥＶ）における発電制御装置であって、内燃機関の排気浄化触媒の温度に応じて内燃機関の出力を規制（F/C：フューエルカット）し、平均消費電力（Pave）に応じて空気流入量を可変（内燃機関回転数・TH開度）する出力調整部（例えば、本実施形態におけるマネジメントＥＣＵ１１９）を備えることを特徴とする発電制御装置である。
請求項１に記載の発明によれば、排気浄化触媒温度を低下させることができる。
請求項２に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、前記内燃機関の排気浄化触媒温度が、第１温度（TCATMTRH）より高くなった場合に前記内燃機関の出力を規制し、前記内燃機関の排気浄化触媒温度が前記第１温度より低い第２温度（TCATMTRL）より低くなったときに前記内燃機関の出力を許可することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、蓄電器の充電量の低下を最小限に抑えることができる。
請求項３に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、前記平均消費電力に応じて、前記第１温度及び前記第２温度を可変することを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、蓄電器の充電量の枯渇を抑制できる。
請求項４に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、前記平均消費電力が大きくなるにつれて、前記第１温度及び前記第２温度を低くすることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、蓄電器の充電量の枯渇を抑制できる。
請求項５に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、前記平均消費電力が大きくなるにつれて、前記内燃機関への流入空気量を多くすることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、蓄電器の充電量が高くなるにつれて内燃機関の出力を小さくするように補正し、蓄電器の充電量が低くなるにつれて内燃機関の出力を大きくするように補正するので、蓄電器の充電量の低下を最小限に抑えることができる。
請求項６に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、前記内燃機関の内燃機関回転数及び／又はスロットル開度（TH開度）を大きくすることで前記流入空気量を多くすることを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、排気浄化触媒温度を比較的短時間のうちに低下させることができる。
請求項７に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、車速（VP）が速くなるほど前記内燃機関回転数及び／又は前記スロットル開度を大きく（して、前記内燃機関回転数が低・中回転数時に低燃費性を確保）する商品性マップに基づいて、前記車速（VP）に応じて前記流入空気量を多くすることを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、スロットル開度を大きくする領域が低・中トルク領域（市街地・郊外走行）以外にあるため、内燃機関回転数が低・中回転数時に低燃費性を確保できるような商品性を重視する商品性マップに基づいて制御しても、蓄電器の充電量が枯渇しない。
請求項８に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、車速（VP）が遅くなるほど前記内燃機関回転数及び／又は前記スロットル開度を大きく（して出力性能を確保）する性能性マップに基づいて、前記車速（VP）に応じて前記流入空気量を多くすることを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、スロットル開度を大きくする領域が高トルク領域（高速走行）であるため、出力性能を確保するように性能を重視しつつ、ＣＡＴを保護する。
請求項９に記載した発明は、上記発電制御装置において、前記出力調整部は、負荷領域（PZONE）に応じて前記商品性マップ又は前記性能性マップを選択することを特徴とする。
請求項９に記載の発明によれば、所定期間の総消費電力量が所定発電量より小さい場合に内燃機関の出力を可変させる、すなわち、消費電力量が小さな走行状態のときに内燃機関の出力制御を行うので、充蓄器の充電量が枯渇するようなエネルギマネジメントの破綻を抑制することができる。
請求項１０に記載した発明は、供給される電力によって駆動する電動機（例えば、本実施形態における電動機１０７）と、排気浄化触媒（ＣＡＴ）を有する内燃機関及び前記内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器に供給する発電部と、内燃機関の排気浄化触媒の温度に応じて、前記内燃機関の出力を可変させる出力調整部を備えることを特徴とするハイブリッド車両である。
請求項１０に記載の発明によれば、排気浄化触媒の温度を低下させることができる。
請求項１から１０のいずれか一項に記載した発明によれば、充電器の充電量を枯渇させることなく、さらに、省ＣＯ２性能を悪化させることなく走行することが可能な発電制御装置及びハイブリッド車両を提供する。
シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の動作を示すフローチャートである。 フィルタリング処理される前の消費電力（点線）及びフィルタリング処理された消費電力（実線）の一例を示すグラフである。 ステップＳ１００の動作を詳細に示すフローチャートである。 消費電力とＰゾーンの関係を示す図である。 第１の実施形態のステップＳ２００の動作を詳細に示すフローチャートである。 ステップＳ３００の動作を詳細に示すフローチャートである。 平均消費電力（Pave）に対するＰゾーン３時の目標ＳＯＣを示すテーブルである。 ステップＳ４００の動作を詳細に示すフローチャートである。 ステップＳ５００の動作を詳細に示すフローチャートである。 Ｐゾーン毎の発電電力上限値及び各発電電力上限値とＢＳＦＣの関係を示すテーブルである。 ステップＳ６００の動作を詳細に示すフローチャートである。 本実施形態における発電制御処理の概要を示す図である。 ステップＳ８００の動作を詳細に示すフローチャートである。 モータリング制御を実行するＣＡＴ温度の範囲の定め方を説明する図である。 ステップＳ９００の動作を詳細に示すフローチャートである。 モータリング制御を実行する際の内燃機関の回転数ＮＥの目標回転数の定め方を説明する図である。 モータリング制御を実行する際の内燃機関のスロットル開度の目標値の定め方を説明する図である。 マネジメントＥＣＵ１１９が動作したときの平均消費電力（Pave）、車速ＶＰ、第３継続タイマーの計測残時間、継続フラグ、並びに、蓄電器１０１のＳＯＣ及び目標ＳＯＣの時間変化の一例を示すグラフである。 シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。
なお、シリーズ方式のＨＥＶは、「ＥＶ走行」又は「シリーズ走行」を行う。ＥＶ走行モードでは、ＨＥＶは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、シリーズ走行モードでは、ＨＥＶは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や蓄電器のみあるいは発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。
パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の動力によって走行する。上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを切断又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。特に低速走行時にはクラッチを切断してシリーズ方式の構成とし、特に中高速走行時にはクラッチを締結してパラレル方式の構成とする。
（第１の実施形態）
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶ１（以下、単に「車両」という）は、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（MOT）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、車速センサ１１７と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９（発電制御装置）とを備える。なお、図１中の点線の矢印は値データを示し、実線は指示内容を含む制御信号を示す。以下の説明では、内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３をまとめて「補助動力部（ＡＰＵ：Auxiliary Power Unit）１２１」と呼ぶ。
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
電動機１０７は、車両が走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動軸１１６に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０７で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。内燃機関１０９は、車両がシリーズ走行する際に発電機１１１を駆動するために用いられる。内燃機関１０９は、発電機１１１の回転子に直結されている。また、内燃機関１０９は、その排気系統に排気浄化触媒（ＣＡＴ（ｃａｔａｌｙｚｅｒ））１２３を備えており、排気ガスをＣＡＴ１２３によって浄化させて排出する。
発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１１６に伝達する。車速センサ１１７は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサ１１７によって検出された車速ＶＰを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１１９に送られる。
マネジメントＥＣＵ１１９は、蓄電器１０１の状態を示す残容量（ＳＯＣ：State of Charge）及びＡＰＵ１２１の状態の取得、車両の運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速ＶＰに基づく要求出力の算出、並びに、電動機１０７及びＡＰＵ１２１の各制御等を行う。マネジメントＥＣＵ１１９の詳細については後述する。
図２は、第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。
図２に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、消費電力フィルタリング部１５１と、Ｐゾーン判断部１５３と、継続フラグ設定部１５５と、ＡＰＵモード決定部１５７と、ＡＰＵ作動判断部１５９と、発電電力上限値設定部１６１と、ＣＡＴ温度推定処理部１６５と、発電実行判定部１６７と、モータリング制御判定部１６９と、発電制御部１７１とを有する。なお、Ｐゾーン判断部１５３は、後述する継続タイマー１６３を有する。
図３は、第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の動作を示すフローチャートである。
図３に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９の消費電力フィルタリング部１５１は、車両で消費される電力（以下、単に「消費電力」という）の時間変位のデータに対して、高周波成分を除去するためのフィルタリング処理を行う（ステップＳ１００）。図４は、フィルタリング処理される前の消費電力（点線）及びフィルタリング処理された消費電力（実線）の一例を示すグラフある。図４に示すように、点線で示される消費電力をフィルタリング処理することによって実線で示される消費電力が得られる。
図５は、上記説明したステップＳ１００の動作を詳細に示すフローチャートである。
図５に示すように、消費電力フィルタリング部１５１は、マネジメントＥＣＵ１１９から得られる電動機１０７で消費される電力（Power_Mot）、補機等によって消費される電力（Power_Dev）及びエネルギー伝達の際に損失される電力（Power_Loss）を合計して、総消費電力（Power_Total）を算出する（ステップＳ１０１）。なお、マネジメントＥＣＵ１１９は、ＡＰ開度及び車速ＶＰに基づいて、車両の駆動源である電動機１０７に要求される出力（要求出力）を算出し、当該要求出力を出力する際に電動機１０７で消費される電力（Power_Mot）を算出する。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、補機等の動作状況を示す情報から補機等によって消費される電力（Power_Dev）を導出する。さらに、マネジメントＥＣＵ１１９は、車両の走行モード及びＡＰＵ１２１が発電する電力等に基づいて、エネルギー伝達の際に損失される電力（Power_Loss）を導出する。
次に、消費電力フィルタリング部１５１は、上記説明したフィルタリング処理として、所定期間の総消費電力（Power_Total）の合計を当該所定期間で除算することによって、平均消費電力（Pave）を算出する（ステップＳ１０３）。なお、所定期間は、電動機１０７に要求される出力（要求出力）に応じて、その長短が変更される。すなわち、要求出力が大きいときは所定期間を短く設定し、要求出力が小さいときは所定期間を長く設定する。また、要求出力の大きさだけでなく、車両が走行する道の種別（山岳路や高速道路等）、走行モード又はユーザからの指示に応じて所定期間の長短を変更しても良い。なお、フィルタリング処理した消費電力は、所定期間の総消費電力（Power_Total）の合計を積算した値であっても良い。
図３に示すように、ステップＳ１００の後、マネジメントＥＣＵ１１９のＰゾーン判断部１５３は、フィルタリング処理された消費電力、すなわち、平均消費電力（Pave）がどのＰゾーンに属するかを判断する（ステップＳ２００）。Ｐゾーンは、車両が瞬間的に消費し得る電力を複数の領域に分けることによって設定される。図６は、消費電力とＰゾーンの関係を示す図である。図６に示すように、本実施形態では、消費電力が小さい方から大きくなるに連れてＰゾーン０、Ｐゾーン１、Ｐゾーン２、Ｐゾーン３といった４つのＰゾーンが設定されている。Ｐゾーン１、Ｐゾーン２及びＰゾーン３にはそれぞれ最低消費電力が設定されている。
車両にあっては、主に電動機１０７によって電力が消費される。したがって、登坂時や急加速時には電動機１０７にかかる負荷が高いため消費電力は大きく、停止時や低速走行時には電動機１０７にかかる負荷が低いため消費電力は小さい。したがって、Ｐゾーン３は高負荷領域、Ｐゾーン２は中負荷領域、Ｐゾーン１は低負荷領域、Ｐゾーン０は燃費を優先する燃費負荷領域といえる。なお、Ｐゾーン３は、平均消費電力（Pave）がＡＰＵ１２１の最大出力電力よりも大きな領域である。したがって、Ｐゾーン判断部１５３がＰゾーン３と判断したとき、電動機１０７には、ＡＰＵ１２１からの最大出力電力に加えて、蓄電器１０１からの電力も供給される。
Ｐゾーン判断部１５３が有する継続タイマー１６３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン１の最低消費電力（PZONEL）未満となった時点から所定時間（TMPZL）をデクリメントする第１継続タイマーと、平均消費電力（Pave）がＰゾーン２の最低消費電力（PZONEM）未満となった時点から所定時間（TMPZM）をデクリメントする第２継続タイマーと、平均消費電力（Pave）がＰゾーン３の最低消費電力（PZONEH）未満となった時点から所定時間（TMPZH）をデクリメントする第３継続タイマーとを含む。
図７は、上記説明したステップＳ２００の動作を詳細に示すフローチャートである。図７に示すように、Ｐゾーン判断部１５３は、第１継続タイマーの計測残時間（TM_PZL）、第２継続タイマーの計測残時間（TM_PZM）及び第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）をデクリメントする（ステップＳ２０１）。次に、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン１の最低消費電力（PZONEL）より大きいかを判断し（ステップＳ２０３）、Pave＞PZONEL であればステップＳ２０５に進み、Pave≦PZONEL であればステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０５では、Ｐゾーン判断部１５３は、第１継続タイマーの計測残時間（TM_PZL）に所定時間（TMPZL）を設定する。
ステップＳ２０７では、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン２の最低消費電力（PZONEM）より大きいかを判断し、Pave＞PZONEM であればステップＳ２０９に進み、Pave≦PZONEM であればステップＳ２１１に進む。ステップＳ２０９では、Ｐゾーン判断部１５３は、第２継続タイマーの計測残時間（TM_PZM）に所定時間（TMPZM）を設定する。ステップＳ２１１では、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン３の最低消費電力（PZONEH）より大きいかを判断し、Pave＞PZONEH であればステップＳ２１３に進み、Pave≦PZONEH であればステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１３では、Ｐゾーン判断部１５３は、第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）に所定時間（TMPZH）を設定する。
ステップＳ２１５では、Ｐゾーン判断部１５３は、第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）が０より大きいかを判断し、TM_PZH＞0 であればステップＳ２１７に進み、TM_PZH＝0 であればステップＳ２１９に進む。ステップＳ２１７では、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン３に属すると判断する。ステップＳ２１９では、Ｐゾーン判断部１５３は、後述するＰゾーン３継続フラグ（F_PZHC）が立っている（F_PZHC＝1）かを判断し、Ｐゾーン３継続フラグが立っている（F_PZHC＝1）場合はステップＳ２１７に進み、Ｐゾーン３継続フラグが降りている（F_PZHC＝0）場合はステップＳ２２１に進む。
ステップＳ２２１では、Ｐゾーン判断部１５３は、第２継続タイマーの計測残時間（TM_PZM）が０より大きいかを判断し、TM_PZM＞0 であればステップＳ２２３に進み、TM_PZM＝0 であればステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２３では、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン２に属すると判断する。
ステップＳ２２５では、Ｐゾーン判断部１５３は、第１継続タイマーの計測残時間（TM_PZL）が０より大きいかを判断し、TM_PZL＞0 であればステップＳ２２７に進み、TM_PZL＝0 であればステップＳ２２９に進む。ステップＳ２２７では、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン１に属すると判断する。また、ステップＳ２２９では、Ｐゾーン判断部１５３は、平均消費電力（Pave）がＰゾーン０に属すると判断する。
図３に示すように、ステップＳ２００の後、マネジメントＥＣＵ１１９の継続フラグ設定部１５５は、Ｐゾーン３に属すると判断されているとき、第３継続タイマーによる計測残時間又は蓄電器１０１のＳＯＣと目標ＳＯＣの大小関係に応じて、Ｐゾーン３継続フラグ（以下、単に「継続フラグ」という）を設定する（ステップＳ３００）。蓄電器１０１の目標ＳＯＣに関しては後述する。
継続フラグは、第３継続タイマーが所定時間（TMPZH）を計測し終わってもＰゾーン判断部によるＰゾーン３に属するとの判断を継続するか否かを示すフラグである。Ｐゾーン判断部１５３は、継続フラグが立っているとき、すなわち、継続フラグが１のときには、Ｐゾーン３に属するとの判断を継続すると判断する。一方、Ｐゾーン判断部１５３は、継続フラグが立っていないとき、すなわち、継続フラグが０のときには、Ｐゾーン３から別のＰゾーンに移行したと判断する。
図８は、上記説明したステップＳ３００の動作を詳細に示すフローチャートである。図８に示すように、継続フラグ設定部１５５は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン３であるかを判断し（ステップＳ３０１）、Ｐゾーン３であればステップＳ３０３に進み、Ｐゾーン３以外のＰゾーン（Ｐゾーン０〜２）であればステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０３では、継続フラグ設定部１５５は、第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）が０であるか否かを判断し、TM_PZH＝0 であればステップＳ３０７に進み、TM_PZH＞0 であればステップＳ３０９に進む。
ステップＳ３０５では、継続フラグ設定部１５５は、継続フラグ（F_PZHC）を０に設定する。一方、ステップＳ３０９では、継続フラグ設定部１５５は、継続フラグ（F_PZHC）を１に設定する。また、ステップＳ３０７では、継続フラグ設定部１５５は、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下かを判断し、ＳＯＣ≦目標ＳＯＣであればステップＳ３０９に進み、ＳＯＣ＞目標ＳＯＣであればステップＳ３０５に進む。
図３に示すように、ステップＳ３００の後、マネジメントＥＣＵ１１９のＡＰＵモード決定部１５７は、Ｐゾーンに応じた蓄電器１０１の目標ＳＯＣを設定し、かつ、属するＰゾーン及び蓄電器１０１のＳＯＣと目標ＳＯＣの関係に応じて、ＡＰＵ１２１（内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３から構成される補助動力部）の動作モードを決定する（ステップＳ４００）。本実施形態では、ＡＰＵ１２１の動作モード（以下「ＡＰＵモード」という）として３つのモードが用意されている。「ＡＰＵモード０」は、ＡＰＵ１２１を全く作動しないモードである。このとき、車両はＥＶ走行を行う。「ＡＰＵモード１」は、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ線（ＢＳＦＣ（Brake Specific Fuel Consumption）ボトムライン）上で内燃機関１０９を出力追従運転することによって蓄電器１０１のＳＯＣを維持するモードである。このとき、車両はシリーズ走行を行う。「ＡＰＵモード２」は、ＢＳＦＣボトムライン上の出力が最大となる運転点で内燃機関１０９を運転することによって蓄電器１０１のＳＯＣの低下を抑制するモードである。このときも、車両はシリーズ走行を行う。マネジメントＥＣＵ１１９は、ＡＰＵモード決定部１５７が決定したＡＰＵモードに応じてＡＰＵ１２１を制御する。
蓄電器１０１の目標ＳＯＣはＰゾーン毎に異なり、Ｐゾーン３に対応する目標ＳＯＣが最も高く、Ｐゾーン２、Ｐゾーン１、Ｐゾーン０の順で段階的に低い目標ＳＯＣが対応付けられている。但し、Ｐゾーン３に対応する目標ＳＯＣとしては、上述した平均消費電力（Pave）に応じて異なる値が設定される。図９は、平均消費電力（Pave）に対するＰゾーン３時の目標ＳＯＣを示すテーブルである。図９に示すように、Ｐゾーン３に対応する目標ＳＯＣは、平均消費電力（Pave）が大きいほど高く設定されている。
ＡＰＵモード決定部１５７は、Ｐゾーン３に属するとき、図９に示したテーブルを参照して、図５に示したステップＳ１０３で算出された平均消費電力（Pave）に対応する目標ＳＯＣを導出する。但し、Ｐゾーン３に属すると判断されている間の目標ＳＯＣは、前回値を上回っても良いが、前回値を下回らないよう設定される。なお、ＡＰＵモード決定部１５７は、図９のテーブルに示された関係を示す計算式を用いて、平均消費電力（Pave）に対応する目標ＳＯＣを算出しても良い。また、平均消費電力（Pave）に対応する目標ＳＯＣは、一定の値である規定値であっても良い。このとき、ＡＰＵモード決定部１５７による細かな制御を抑制できるので、処理が早くなる。
図１０は、上記説明したステップＳ４００の動作を詳細に示すフローチャートである。
図１０に示すように、ＡＰＵモード決定部１５７は、蓄電器１０１の目標ＳＯＣの履歴情報（目標ＳＯＣの前回値）を更新する（ステップＳ４０１）。次に、ＡＰＵモード決定部１５７は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン０であるかを判断し（ステップＳ４０３）、Ｐゾーン０であればステップＳ４０５に進み、Ｐゾーン０でなければステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０５では、ＡＰＵモード決定部１５７は、Ｐゾーン０に対応付けられた目標ＳＯＣ（SOCT_N）を設定する。
ステップＳ４０７では、ＡＰＵモード決定部１５７は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン１であるかを判断し、Ｐゾーン１であればステップＳ４０９に進み、Ｐゾーン１でなければステップＳ４１１に進む。ステップＳ４０９では、ＡＰＵモード決定部１５７は、Ｐゾーン１に対応付けられた目標ＳＯＣ（SOCT_L）を設定する。
ステップＳ４１１では、ＡＰＵモード決定部１５７は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン２であるかを判断し、Ｐゾーン２であればステップＳ４１３に進み、Ｐゾーン２でなければステップＳ４２１に進む。ステップＳ４１３では、ＡＰＵモード決定部１５７は、Ｐゾーン２に対応付けられた目標ＳＯＣ（SOCT_M）を設定する。
ステップＳ４０５、ステップＳ４０９又はステップＳ４１３の後、ＡＰＵモード決定部１５７は、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きいかを判断し（ステップＳ４１５）、ＳＯＣ＞目標ＳＯＣであればステップＳ４１７に進み、ＳＯＣ≦目標ＳＯＣであればステップＳ４１９に進む。ステップＳ４１７では、ＡＰＵモード決定部１５７は、ＡＰＵ１２１の動作モードをＡＰＵモード０に決定する。一方、ステップＳ４１９では、ＡＰＵモード決定部１５７は、ＡＰＵ１２１の動作モードをＡＰＵモード１に決定する。
ステップＳ４１１でＰゾーン２でないと判断された際に行われるステップＳ４２１では、ＡＰＵモード決定部１５７は、図９に示したテーブルを参照して、図５に示したステップＳ１０３で算出された平均消費電力（Pave）に対応する目標ＳＯＣを導出する。次に、ＡＰＵモード決定部１５７は、ステップＳ４２１で導出した目標ＳＯＣの値を目標ＳＯＣの前回値と比較して、値が大きい方の目標ＳＯＣをＰゾーン３の目標ＳＯＣとして設定する（ステップＳ４２３）。
次に、ＡＰＵモード決定部１５７は、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きいかを判断し（ステップＳ４２５）、ＳＯＣ＞目標ＳＯＣであればステップＳ４２７に進み、ＳＯＣ≦目標ＳＯＣであればステップＳ４２９に進む。ステップＳ４２７では、ＡＰＵモード決定部１５７は、ＡＰＵ１２１の動作モードをＡＰＵモード１に決定する。一方、ステップＳ４２９では、ＡＰＵモード決定部１５７は、ＡＰＵ１２１の動作モードをＡＰＵモード２に決定する。
なお、ステップＳ４１５及びステップＳ４２５で行われる蓄電器１０１のＳＯＣと目標ＳＯＣの比較における判断では、ヒステリシスを設けても良い。すなわち、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下の状態からステップＳ４１７若しくはステップＳ４２７に進む際の条件を「ＳＯＣ−α＞目標ＳＯＣ」とし、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きい状態からステップＳ４１９若しくはステップＳ４２９に進む際の条件を「ＳＯＣ＋α≦目標ＳＯＣ」としても良い。
図３に示すように、ステップＳ４００の後、マネジメントＥＣＵ１１９のＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵモード及び蓄電器１０１のＳＯＣと目標ＳＯＣの関係又は平均消費電力（Pave）に応じて、ステップＳ４００で決定されたＡＰＵモードでＡＰＵ１２１を作動するか否かを判断する（ステップＳ５００）。当該判断結果に応じてＡＰＵ作動判断部１５９が判断するＡＰＵ１２１の作動の可否は、マネジメントＥＣＵ１１９によるＡＰＵ１２１の制御に用いられる。
図１１は、上記説明したステップＳ５００の動作を詳細に示すフローチャートである。
図１１に示すように、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ステップＳ４００でＡＰＵモード０と決定されたかを判断し（ステップＳ５０１）、ＡＰＵモード０と決定された場合はステップＳ５０３に進み、ＡＰＵモード０以外に決定された場合はステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０３では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵ１２１の作動の可否を示すＡＰＵ作動可否設定（F_APUON）を０に設定して、ＡＰＵ１２１の作動を禁止する。
ステップＳ５０５では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ステップＳ４００でＡＰＵモード１と決定されたかを判断し、ＡＰＵモード１と決定された場合はステップＳ５０７に進み、ＡＰＵモード２と決定された場合はステップＳ５１３に進む。ステップＳ５０７では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きいかを判断し、ＳＯＣ＞目標ＳＯＣであればステップＳ５０９に進み、ＳＯＣ≦目標ＳＯＣであればステップＳ５１１に進む。ステップＳ５０９では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵ作動可否設定（F_APUON）を０に設定して、ＡＰＵ１２１の作動を禁止する。一方、ステップＳ５１１では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵ作動可否設定（F_APUON）を１に設定して、ＡＰＵ１２１の作動を許可する。
なお、ステップＳ５０７で行われる蓄電器１０１のＳＯＣと目標ＳＯＣの比較における判断では、ヒステリシスを設けても良い。すなわち、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下の状態からステップＳ５０９に進む際の条件を「ＳＯＣ−α＞目標ＳＯＣ」とし、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きい状態からステップＳ５１１に進む際の条件を「ＳＯＣ＋α≦目標ＳＯＣ」としても良い。
ステップＳ５０５でＡＰＵモード２と決定された際に進むステップＳ５１３では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、図５のステップＳ１０３で算出された平均消費電力（Pave）が、ＡＰＵモード２時において設定されるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）よりも大きいかを判断する。その判断の結果、平均消費電力（Pave）が、ＡＰＵモード２時におけるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）よりも大きい（Pave＞APUPMM）ときはステップＳ５１５に進み、ＡＰＵモード２時において設定されるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）以下（Pave≦APUPMM）のときはステップＳ５１７に進む。ステップＳ５１５では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵ作動可否設定（F_APUON）を１に設定して、ＡＰＵ１２１の作動を許可する。一方、ステップＳ５１７では、ＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵ作動可否設定（F_APUON）を０に設定して、ＡＰＵ１２１の作動を禁止する。
なお、ステップＳ５１３で行われる比較、即ち、平均消費電力（Pave）と、ＡＰＵモード２時におけるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）との比較では、ヒステリシスを設けても良い。すなわち、平均消費電力（Pave）が、ＡＰＵモード２時におけるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）以下の状態からステップＳ５１５に進む際の条件を「Pave−α＞APUPMM」とし、平均消費電力（Pave）が、ＡＰＵモード２時におけるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）より大きい状態からステップＳ５１７に進む際の条件を「Pave＋α≦APUPMM」としても良い。
図３に示すように、ステップＳ５００の後、マネジメントＥＣＵ１１９の発電電力上限値設定部１６１は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンに応じて、ＡＰＵ１２１による発電電力の上限値（以下「発電電力上限値」という）を設定する（ステップＳ６００）。発電電力上限値設定部１６１が設定した発電電力上限値に基づいて、マネジメントＥＣＵ１１９はＡＰＵ１２１を制御することができる。
図１２は、Ｐゾーン毎の発電電力上限値及び各発電電力上限値とＢＳＦＣの関係を示すテーブルである。図１２に示すように、Ｐゾーン３では、ＢＳＦＣライン上でのＡＰＵ１２１の最高出力が発電電力上限値に設定される。また、Ｐゾーン０では、ＢＳＦＣが最も低い運転点でのＡＰＵ１２１の出力が発電電力上限値に設定される。また、Ｐゾーン１、Ｐゾーン２では、Ｐゾーン３で設定される発電電力上限値とＰゾーン０で設定される発電電力上限値の間の値がそれぞれ設定される。但し、Ｐゾーン２の発電電力上限値の方がＰゾーン１の発電電力上限値よりも高く設定される。
なお、ＡＰＵ１２１による発電は、内燃機関１０９を運転することによって行われる。内燃機関１０９の回転数の上昇に応じてその運転音は大きくなるが、運転音の増大は静粛性（ＮＶ性能）を低下させる。また、図１２に示すように、発電電力上限値のＢＳＦＣは、Ｐゾーンが低いほど良い。一方、発電電力上限値が高く設定された方が、エネルギマネジメント性能が向上する。
図１３は、上記説明したステップＳ６００の動作を詳細に示すフローチャートである。
図１３に示すように、発電電力上限値設定部１６１は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン０であるかを判断し（ステップＳ６０１）、Ｐゾーン０であればステップＳ６０３に進み、Ｐゾーン０以外のＰゾーン（Ｐゾーン１〜３）であればステップＳ６０５に進む。ステップＳ６０３では、発電電力上限値設定部１６１は、ＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUP_MAX）をＰゾーン０に対応する発電電力上限値（APUPME）に設定する。
ステップＳ６０５では、発電電力上限値設定部１６１は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン１であるかを判断し、Ｐゾーン１であればステップＳ６０７に進み、Ｐゾーン０以外のＰゾーン（Ｐゾーン２又は３）であればステップＳ６０９に進む。ステップＳ６０７では、発電電力上限値設定部１６１は、ＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUP_MAX）をＰゾーン１に対応する発電電力上限値（APUPML）に設定する。
ステップＳ６０９では、発電電力上限値設定部１６１は、ステップＳ２００で判断されたＰゾーンがＰゾーン２であるかを判断し、Ｐゾーン２であればステップＳ６１１に進み、Ｐゾーン３であればステップＳ６１３に進む。ステップＳ６１１では、発電電力上限値設定部１６１は、ＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUP_MAX）をＰゾーン２に対応する発電電力上限値（APUPMM）に設定する。一方、ステップＳ６１３では、発電電力上限値設定部１６１は、ＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUP_MAX）をＰゾーン３に対応する発電電力上限値（APUPMH）に設定する。
以上に示したように、図３におけるステップＳ６００までの処理により、ＡＰＵ１２１の基本動作を行う条件が整う。
続いて、上述のＡＰＵ１２１の基本動作を前提にして、本実施形態における内燃機関１０９の排気浄化触媒の温度（ＣＡＴ温度）に基づいたＡＰＵ１２１の発電量制御（内燃機関の出力量制御）について、図３に示すステップＳ７００からステップＳ９００を参照して説明する。
図３に示すように、ステップＳ６００の後、ＣＡＴ温度推定処理部１６５は、ＣＡＴ１２３の触媒温度（ＣＡＴ温度、排気浄化触媒温度）を推定する。ＣＡＴ温度は直接検出する代わりに推定演算により得ることができる。ＣＡＴ温度の推定方法は、一般的な手法を用いることができ、例えば、ＣＡＴ温度推定処理部１６５は、検出された積算吸入空気量に基づいて、ＣＡＴ１２３の触媒温度(ＣＡＴ温度（TCAT_EST）)を推定してもよい。また、具体的な詳細な推定方法は、例えば特許３３６１２５２号公報などを参照する（ステップＳ７００）。
ステップＳ７００の後、発電実行判定部１６７は、蓄電器のＳＯＣ、運転状態、環境要因などに基づいて、発電実行／発電停止の判断を実施して、発電を実行するか／発電を停止するかを示す発電要求フラグ（F_ENGONREQ）を設定する発電実行停止判定処理を行う（ステップＳ７５０）。
ステップＳ７５０の後、モータリング制御判定部１６９は、ステップＳ１００において算出された平均消費電力（Pave）と、ステップＳ７００において推定されたＣＡＴ温度（TCAT_EST）と、ステップＳ７５０において設定された発電要求フラグ（F_ENGONREQ）とにより、発電停止時においてモータリング処理を行うか否かを示すモータリング制御フラグ（F_TCATMTR）を設定するモータリング制御判定処理を行う（ステップＳ８００）。
ステップＳ８００の後、発電制御部１７１は、ステップＳ１００において算出された平均消費電力（Pave）と、車速ＰＶと、ステップＳ２００において負荷電力の大きさを基に分類された領域（PZONE）と、ステップＳ７５０において設定された発電要求フラグ（F_ENGONREQ）と、ステップＳ８００において設定されたモータリング制御フラグ（F_TCATMTR）により、発電制御とモータリング制御の何れを行うかを制御する発電制御処理を行う（ステップＳ９００）。
そして、マネジメントＥＣＵ１１９は、ステップＳ４００でＡＰＵモード決定部１５７が決定したＡＰＵモード、ステップＳ５００でＡＰＵ作動判断部１５９の判断結果に基づくＡＰＵ作動可否情報、及びステップＳ６００で発電電力上限値設定部１６１が設定した発電電力上限値（APUP_MAX）基づいてＡＰＵ１２１の動作を制御する。
図１４を参照し、本実施形態における発電制御停止判定処理と発電制御処理の概要について説明する。
図１４は、本実施形態における発電制御処理の概要を示す図である。この図１４には、時間の経過に応じたＣＡＴ温度の変化を示す。
図１４（ａ）には、本発明の実施形態を適用しない場合のＣＡＴ温度の代表的な変化を示す。要するに、時刻ｔ０以降において、発電要求フラグ（F_ENGONREQ、「発電要求」）が１に設定されている期間は、燃料遮断フラグ(F_FC)が０に設定され、内燃機関１０９に燃料が供給される状態が保持されている。内燃機関１０９の回転数ＮＥ（内燃機関回転数）は所望の値Ｎ０に保持されることから、時刻ｔ０以降運転開始とともにＣＡＴ温度が徐々に上昇する。時刻ｔ１において、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が０に変更されるとともに、燃料遮断フラグ(F_FC)が１に設定され、内燃機関１０９に対して供給されていた燃料の供給が停止する。このように、燃料の供給が停止した場合には、ＣＡＴに余剰に供給される燃料がなくなることから、気化熱による冷却効果も停止することにより、ＣＡＴ温度が高温のまま維持されてしまう。従来の発電制御処理の方法によると、ＣＡＴを劣化させてしまう虞があった。
そこで、本実施形態においては、図１４（ｂ）に示すように、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が０に変更されても、内燃機関１０９には燃料の供給を継続するように制御する。
要するに、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは、図１４（ａ）と同じように制御され、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が、０となっている。
ここで、時刻ｔ１において、発電制御停止判定処理の結果により発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が０に変更される。その発電要求フラグ（F_ENGONREQ）の状態の変更とともに、燃料遮断フラグ(F_FC)が１に設定され、内燃機関１０９に対して供給されていた燃料の供給が停止する。この段階で発電状態が解除されるが、これまで発電機として機能させていた発電機１１１に電力を送り、電動機として機能させるように発電機１１１を制御する。なお、このような制御の状態を、本実施形態においては「モータリング」という。
さらに、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）を１に切り替えることにより、発電機１１１が、モータリングの状態になることにより、内燃機関１０９が吸入する空気量が発生する。内燃機関１０９が吸入した空気をＣＡＴ１２３に対して内燃機関１０９から排気ガスとして送られるので、ＣＡＴ１２３を通過する空気量が増加することによりＣＡＴ温度が低下する。
ＣＡＴ温度が、時刻ｔ１時の判定閾値温度（第１温度）から所望の温度（第２温度）まで低下することにより、発電機１１１のモータリングを停止する。このように、燃料の供給が停止した場合には内燃機関１０９の駆動力によってＣＡＴ１２３を冷却することができなくなるが、ＣＡＴ温度に応じて発電機１１１をモータリングさせることにより、効率よくＣＡＴ温度を低減することができる。これにより、ＣＡＴ１２３の熱による性能劣化を防ぐことができるようになる。
本実施形態に示すように、内燃機関１０９に対して燃料の供給が停止された場合においても、ＣＡＴ温度が高温のまま維持されてしまうことを防ぎ、ＣＡＴ１２３の温度上昇による劣化の進行を遅らせることができる。なお、第１温度及び第２温度は、排気浄化触媒が活性化する温度に基づいて設定される。例えば、第１温度は性能が落ちる高温側の温度から設定され、第２温度は低温側の温度から設定される。また、第１温度は、排気浄化触媒の耐熱温度に基づいて設定してもよい。
図１５を参照して、上記説明したステップＳ８００の動作の詳細を説明する。
図１５は、上記説明したステップＳ８００の動作を詳細に示すフローチャートである。
この図１５に示すように、モータリング制御判定部１６９は、前回の制御サイクルにおいて設定されているモータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が１であるか否かを判断し（ステップＳ８０１）、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が１の状態にあればステップＳ８０３に進み、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が１以外（即ち０）の状態にあればステップＳ８１１に進む。
ステップＳ８０３では、モータリング制御判定部１６９は、ステップＳ７００において推定されたＣＡＴ温度（TCAT_EST）が、予め定められる閾値温度（TCATMTRL）未満であるか否かを判断し(ステップＳ８０３)、ＣＡＴ温度（TCAT_EST）が閾値温度（TCATMTRL）未満の状態にあればステップＳ８０５に進み、ＣＡＴ温度（TCAT_EST）が閾値温度（TCATMTRL）以上の状態にあれば、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）を１に保持したまま、モータリング制御の判定処理を終了する。
ステップＳ８０５では、モータリング制御判定部１６９は、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）を０に設定（F_TCATMTR←0）し、即ち、モータリング制御の実行を停止させる設定にして、モータリング制御の判定処理を終了する。
一方、ステップＳ８０１における判断の結果に従い、ステップＳ８１１では、モータリング制御判定部１６９は、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）の状態変化を検出する。この発電要求フラグ（F_ENGONREQ）の状態変化の検出において、例えば、モータリング制御判定部１６９は、前回の制御細工において設定されている発電要求フラグの前回値（F_ENGONREQZ）が１であり、かつ、ステップＳ７５０において設定された発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が０であるか否か、即ち、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が１から０に変化したか否かを判断し（ステップＳ８１１）、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が１から０に変化していない場合であればステップＳ８１３に進み、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が１から０に変化した場合であればステップＳ８１５に進む。
ステップＳ８１３では、モータリング制御判定部１６９は、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）を０に設定（F_TCATMTR←0）することにより、モータリング制御の実行を停止させる設定にして、モータリング制御の判定処理を終了する。
一方、モータリング制御を実行するにあたり、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）により、モータリング制御を実行するＣＡＴ温度の範囲を動的に設定する。例えば、モータリング制御を実行するＣＡＴ温度の範囲を定める際に参照するテーブル（モータリング制御実行判断用のＣＡＴ温度（TCATMTRH）算出テーブル（TCTMTRHTBH）と、モータリング制御停止判断用のＣＡＴ温度（TCATMTRL）算出テーブル（TCTMTRLTBL））を予め定義して、記憶領域に記憶させておく。モータリング制御を実行するＣＡＴ温度の範囲を定める際に参照するテーブルの詳細については後述とする。
ステップＳ８１５では、モータリング制御判定部１６９は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）により、モータリング制御実行判断用のＣＡＴ温度（TCATMTRH）算出テーブル（TCTMTRHTBH）を検索し、得られた値をモータリング制御実行判断に用いられるＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRH）として設定する。
ステップＳ８１７では、モータリング制御判定部１６９は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）により、モータリング制御停止判断用のＣＡＴ温度（TCATMTRL）算出テーブル（TCTMTRLTBL）を検索し、得られた値をモータリング制御停止判断に用いられるＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRL）として設定する。
ステップＳ８１９では、モータリング制御判定部１６９は、ステップＳ７００において推定されたＣＡＴ温度（TCAT_EST）が、予め定められる閾値温度（TCATMTRH）を越えるか否かを判断し(ステップＳ８１９)、ＣＡＴ温度（TCAT_EST）が閾値温度（TCATMTRH）を越える状態にあればステップＳ８２１に進み、ＣＡＴ温度（TCAT_EST）が閾値温度（TCATMTRH）を越えない状態にあれば、前述のステップＳ８１３に進む。
ステップＳ８２１では、モータリング制御判定部１６９は、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）を１に設定（F_TCATMTR←1）し、モータリング制御の実行を実行させる設定にして、モータリング制御の判定処理を終了する。
図１６を参照し、モータリング制御を実行するＣＡＴ温度の範囲の定め方について説明する。図１６は、モータリング制御を実行するＣＡＴ温度の範囲の定め方を説明する図である。
この図１６において、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）（横軸）に対する、モータリング制御実行判断用のＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRH）及びモータリング制御停止判断用のＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRL）(縦軸)の関係を２次元のグラフにして示す。
総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）の全領域において、モータリング制御実行判断用のＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRH）は、モータリング制御停止判断用のＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRL）よりも高く設定されている。要するに、それぞれの総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）において、モータリング制御が行われるＣＡＴ温度の範囲は、判定閾値（TCATMTRL）から判定閾値（TCATMTRH）までの間の温度範囲とする。
また、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）の全領域において、モータリング制御実行判断用のＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRH）及びモータリング制御停止判断用のＣＡＴ温度の判定閾値（TCATMTRL）は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）が大きくなるにしたがって、それぞれ単調に低下するように設定されている。
図１７を参照して、上記説明したステップＳ９００の動作の詳細を説明する。
図１７は、上記説明したステップＳ９００の動作を詳細に示すフローチャートである。
この図１７に示すように、発電制御部１７１は、ステップＳ７５０において設定された発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が１であるか否かを判断し（ステップＳ９０１）、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が１の状態にあればステップＳ９０３に進み、発電制御の処理を行い、発電制御処理を終える。
一方、発電要求フラグ（F_ENGONREQ）が１以外（即ち０）の状態にあればステップＳ９１１に進む。
ステップＳ９１１では、発電制御部１７１は、ステップＳ８００において設定されたモータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が１であるか否かを判断し（ステップＳ９０１）、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が１の状態にあればステップＳ９１５に進み、モータリング制御フラグ（F_TCATMTR）が１以外（即ち０）の状態にあればステップＳ９１３に進む。
ステップＳ９１３では、発電制御部１７１は、発電を停止させ、発電制御の処理を終了する。
一方、ステップＳ９１５では、発電制御部１７１は、ステップＳ２００において負荷電力の大きさを基に分類された領域（PZONE）を確認する。
次に、発電機１１１においてモータリング制御を実行するにあたり、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）と車速PVとにより、内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標値（ＥＮＧ回転数目標値）と、内燃機関１０９のスロットル開度の目標値（ＴＨ開度目標値）を設定する。
例えば、内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標値（ＥＮＧ回転数目標値）を定める際に参照するマップ（モータリング制御時目標ENG回転数算出MAP（TCTMRNEMAP））と、内燃機関１０９のスロットル開度の目標値（ＴＨ開度目標値）を定める際に参照するマップ（モータリング制御時目標TH開度算出MAP（TCTMRTHMAP））とを予め定義して、記憶領域に記憶させておく。内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標値（ＥＮＧ回転数目標値）を定める際に参照するマップの詳細については後述とする。
ステップＳ９１７では、発電制御部１７１は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）と車速PVとに基づいて、モータリング制御時目標ENG回転数算出MAP（TCTMRNEMAP）を参照し、得られた値を内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標値（ＥＮＧ回転数目標値）として設定する。
ステップＳ９１９では、発電制御部１７１は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）と車速PVとに基づいて、モータリング制御時目標TH開度算出MAP（TCTMRTHMAP））を参照し、得られた値を内燃機関１０９のスロットル開度の目標値（ＴＨ開度目標値）として設定する。
ステップＳ９２１では、発電制御部１７１は、発電機１１１を電動機として機能させることにより、発電機１１１を駆動源として内燃機関１０９を駆動させる。発電機１１１によって内燃機関１０９を駆動させる際の内燃機関１０９の回転数ＮＥは、ステップＳ９１７において設定されたＥＮＧ回転数目標値になるように、発電制御部１７１は、発電機１１１を制御する。その際、発電制御部１７１は、内燃機関１０９のスロットルをＴＨ開度目標値に従って開くことにより吸入抵抗を低減させる。以上に示すモータリング制御を行い、この発電制御の処理を終了する。
図１８を参照し、モータリング制御を実行する際の内燃機関の回転数ＮＥの目標回転数の定め方について説明する。図１８は、モータリング制御を実行する際の内燃機関の回転数ＮＥの目標回転数の定め方を説明する図である。
この図１８において、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）（横軸）に対する、モータリング制御を実行する際の内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標回転数(縦軸)の関係を２次元のグラフにして示す。
総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）の全領域において、内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標回転数は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）が大きくなるにしたがって単調に増加するように設定されている。
また、モータリング制御を実行する際の内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標回転数は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）と車速ＶＰとを変数とする関数として定義してもよい。総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）が同じ場合には、車速ＶＰが高まるほど内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標回転数が高くなるように設定されている。
なお、内燃機関１０９の回転数ＮＥの目標回転数は、商品性を重視する場合には車速ＶＰが高いほど高めに設定され、性能（性能性）を重視する場合には車速ＶＰが低いほど高めに設定する。
図１９を参照し、モータリング制御を実行する際の内燃機関のスロットル開度の目標値の定め方について説明する。図１９は、モータリング制御を実行する際の内燃機関のスロットル開度の目標値の定め方を説明する図である。
この図１９において、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）（横軸）に対する、モータリング制御を実行する際の内燃機関１０９のスロットル開度の目標値（ＴＨ開度）(縦軸)の関係を２次元のグラフにして示す。
総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）の全領域において、内燃機関１０９のスロットル開度の目標値は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）が大きくなるにしたがって単調に増加するように設定されている。
また、モータリング制御を実行する際の内燃機関１０９のスロットル開度の目標値は、総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）と車速ＶＰとを変数とする関数として定義してもよい。総消費電力（Power_Total）の所定期間移動平均値（Pave）が同じ場合には、車速ＶＰが高まるほどの内燃機関１０９のスロットル開度の目標値が高くなるように設定されている。
なお、の内燃機関１０９のスロットル開度の目標値は、商品性を重視する場合には車速ＶＰが高いほど高めに設定され、性能（性能性）を重視する場合には車速ＶＰが低いほど高めに設定する。
また、本実施形態においては、発電機１１１を駆動源として内燃機関１０９を駆動（モータリング）させることで、内燃機関１０９内を通過する空気量を増加させて、積極的にＣＡＴを冷却してＣＡＴの温度を低下させるように制御（ＣＡＴ温度制御）している。
ＣＡＴ温度を低下させる場合にも、実際の車両の運転状態に応じた設定が必要であり、例えば、商品性や性能性の観点から内燃機関１０９の回転数ＮＥやスロットル開度を変更する。商品性と性能性を同時に高めるように内燃機関１０９の回転数ＮＥやスロットル開度を変更することが困難であるため、走行条件に応じて商品性と性能性のいずれを重視すべきかを選択する。商品性と性能性との選択は、車両が瞬間的に消費し得る電力を複数の領域として分類したＰゾーン（PZONE）に応じて定めることができる。
Ｐゾーン０の場合（PZONE＝０）には、商品性を選択する。
Ｐゾーン０として分類される領域は、主に低トルクで運転する領域であって、燃費を優先する燃費負荷領域でもあり、例えば市街地を走行する場合に相当する。このような運転条件であれば、商品性を重視しても蓄電器の充電量が枯渇する虞がない。
Ｐゾーン１の場合（PZONE＝１）には、商品性を選択する。
Ｐゾーン１として分類される領域は、主に中トルクで運転する領域（低負荷領域）であり、例えば郊外を走行する場合に相当する。このような運転条件であれば、商品性を重視しても蓄電器の充電量が枯渇する虞がない。
Ｐゾーン２の場合（PZONE＝２）には、性能性を選択する。
Ｐゾーン２として分類される領域は、主に高トルクで運転する領域（中負荷領域）であり、例えば高速走行を行う場合に相当する。このような運転条件であれば、性能を重視するとともに、ＣＡＴ温度を制御してＣＡＴを保護することが望ましい。
Ｐゾーン３の場合（PZONE＝３）には、ＣＡＴ温度の制御は行わない。
Ｐゾーン３として分類される領域は、主に高出力状態が要求される領域（高負荷領域）であるため、ＣＡＴ温度の制御は実施しない。
なお、発電制御部１７１は、車速ＶＰが速くなるほど内燃機関１０９の回転数ＮＥ及び／又はスロットル開度を大きくして、前記内燃機関１０９の回転数ＮＥが低・中回転数時に低燃費性を確保する商品性マップに基づいて、車速ＶＰに応じて流入空気量を多くする。これにより、スロットル開度を大きくする領域が低・中トルク領域（市街地・郊外走行）以外にあるため、内燃機関１０９の回転数ＮＥが低・中回転数時に低燃費性を確保できるような商品性を重視する商品性マップに基づいて制御しても、蓄電器の充電量が枯渇しない。
また、発電制御部１７１は、車速ＶＰが遅くなるほど内燃機関１０９の回転数ＮＥ及び／又はスロットル開度を大きくして出力性能を確保する性能性マップに基づいて、車速ＶＰに応じて流入空気量を多くする。これにより、スロットル開度を大きくする領域が高トルク領域（高速走行）であるため、出力性能を確保するように性能を重視しつつ、ＣＡＴを保護することができる。
また、モータリング制御判定部１６９は、負荷領域（PZONE）に応じて商品性マップ又は性能性マップを選択してもよい。これにより、発電制御部１７１は、所定期間の総消費電力量が所定発電量より小さい場合に内燃機関の出力を可変させる、すなわち、消費電力量が小さな走行状態のときに内燃機関の出力制御を行うので、充蓄器の充電量が枯渇するようなエネルギマネジメントの破綻を抑制することができる。
図２０を参照し、本実施形態における発電制御の処理について説明する。
上記のステップＳ９０３に示すように、ステップＳ１００からステップＳ６００までの処理により、マネジメントＥＣＵ１１９は、ステップＳ４００でＡＰＵモード決定部１５７が決定したＡＰＵモード、ステップＳ５００でＡＰＵ作動判断部１５９の判断結果に基づくＡＰＵ作動可否情報、及びステップＳ６００で発電電力上限値設定部１６１が設定した発電電力上限値に基づいて、ＡＰＵ１２１の基本動作を制御する発電制御の処理を実施することができる。
図２０は、図３に示したフローチャートに示すステップＳ１００からステップＳ６００までの処理に従ってマネジメントＥＣＵ１１９が動作したときの平均消費電力（Pave）、車速ＶＰ、第３継続タイマーの計測残時間、継続フラグ、並びに、蓄電器１０１のＳＯＣ及び目標ＳＯＣの時間変化の一例を示すグラフである。図２０に示す例では、時間ｔ１で平均消費電力（Pave）がＰゾーン３に属すると判断されるため、第３継続タイマーが計測を開始し、継続フラグが１に設定され、Ｐゾーン３時の目標ＳＯＣが設定される。
時間ｔ１〜ｔ２の間では、平均消費電力（Pave）がＰゾーン３の最低消費電力（PZONEH）を下回るときもあるが、第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）が０ではないため、継続フラグ（F_PZHC）は１に維持され、目標ＳＯＣもそのまま時間ｔ１後の最大値に維持される。その後、時間ｔ２〜ｔ３の間は、平均消費電力（Pave）が略０であり、かつ、第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）も０であるが、蓄電器１０１のＳＯＣが時間ｔ２の時点で設定されている目標ＳＯＣに到達していないため、継続フラグ（F_PZHC）は１に維持される。このとき、ＡＰＵ１２１は継続して駆動されるため蓄電器１０１の充電も継続されるが、蓄電器１０１のＳＯＣが当該目標ＳＯＣに到達する時間ｔ３で継続フラグ（F_PZHC）が０に設定され、ＡＰＵ１２１の動作が停止される。
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｐゾーン３に属すると判断されている状態から、平均消費電力（Pave）がＰゾーン３の最低消費電力（PZONEH）を下回り、第３継続タイマーの計測残時間（TM_PZH）が０の状態になっても、Ｐゾーン３に対応する目標ＳＯＣが維持され、蓄電器１０１のＳＯＣが当該目標ＳＯＣに到達するまではＡＰＵ１２１の駆動が継続される。したがって、再度、電動機１０７に高出力が要求されても、蓄電器１０１のＳＯＣは十分に高いため、電動機１０７は当該要求に応じることができる。言い換えると、蓄電器１０１のＳＯＣが低いために電動機１０７が当該要求に応じることができないといった事態を避けることができる。
一方、Ｐゾーン３に属するとの判断がなくＰゾーン０〜２に属する状態が続くのであれば、蓄電器１０１の目標ＳＯＣは、そのとき属するＰゾーンに対応して設定される。この場合、Ｐゾーン０〜２に対応する目標ＳＯＣはＰゾーン３に対応する目標ＳＯＣよりも低いため、Ｐゾーン３時に比べてＡＰＵ１２１の発電に伴うＣＯ２排出量は抑えられる。
このように、蓄電器１０１は、Ｐゾーン３に属すると判断された際には、その後の再度の高出力要求に応じることができるよう蓄電器１０１を高レベルのＳＯＣまで充電する一方、Ｐゾーン３に属さない状態が続くのであれば、ＣＯ２排出量の抑制を優先して蓄電器１０１の目標ＳＯＣは適正なレベルに設定される。したがって、車両で消費される電力がＰゾーン０〜３のいずれに属しても、蓄電器１０１は適正な充電状態に維持される。
また、図１１のステップＳ５１３〜Ｓ５１５で説明したように、マネジメントＥＣＵ１１９が有するＡＰＵ作動判断部１５９は、ＡＰＵモード２でＡＰＵ１２１を駆動するとき、平均消費電力（Pave）がＡＰＵモード２時におけるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）よりも大きければ、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達する前からＡＰＵ１２１の作動を許可する。したがって、ＳＯＣの低下が予測される状況では、蓄電器１０１のＳＯＣの低下を最大限に抑制できる。
それに対し、ステップＳ５１３における処理、即ち、平均消費電力（Pave）とＡＰＵモード２時におけるＡＰＵ１２１の発電電力上限値（APUPMM）の比較結果に応じた判断を行わない場合を想定する。ステップＳ５１３の処理を行わないことにより、蓄電器１０１のＳＯＣと目標ＳＯＣを比較した結果に従い、ＳＯＣ≦目標ＳＯＣの場合はステップＳ５１５に進み、ＳＯＣ＞目標ＳＯＣの場合はステップＳ５１７に進む処理を行うことになる。このような処理を行う場合には、蓄電器１０１のＳＯＣが目標ＳＯＣまで低下しなければＡＰＵ１２１の作動が許可されない。一方、このような処理を行う場合と比較して、本実施形態では、ステップＳ５１３における判定処理を行うことにより、ＳＯＣの低下が予測されるＡＰＵモード２の場合に、ＡＰＵ１２１を作動させるタイミングを早めることができる。
以上に示した本実施形態においては、マネジメントＥＣＵ１１９は、内燃機関１０９のＣＡＴ１２３の温度（ＣＡＴ温度）に応じて、内燃機関１０９の出力を可変させることができる。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、充電器１０１の充電量を枯渇させることなく、さらに、省ＣＯ２性能を悪化させることなく走行することを可能とする。
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では、シリーズ方式のＨＥＶ１を例について説明したが、図２１に示すシリーズ／パラレル方式のＨＥＶ１Ａにも適用可能である。
また、上記の実施形態においては、ＣＡＴを冷却するために内燃機関１０９の燃料供給を遮断して発電機１１１によりモータリングさせる場合を例示したが、内燃機関１０９の燃料供給を遮断せずに、内燃機関１０９を低速で駆動させる燃焼状態を継続させてもよい。また、発電機１１１によりモータリング状態と、内燃機関１０９を低速で駆動させる燃焼状態のいずれかを選択するようにしてもよい。
１、１Ａ ＨＥＶ（ハイブリッド車両）
１０１ 蓄電器（BATT）
１０３ コンバータ（CONV）
１０５ 第１インバータ（第１INV）
１０７ 電動機（MOT）
１０９ 内燃機関（ENG）
１１１ 発電機（GEN）
１１３ 第２インバータ（第２INV）
１１５ ギアボックス
１１６ 駆動軸
１１７ 車速センサ
１１９ マネジメントＥＣＵ（MG ECU、出力調整部、発電制御装置）
１２１ ＡＰＵ（発電部）
１２３ 排気浄化触媒（ＣＡＴ）
１２５ クラッチ
１５１ 消費電力フィルタリング部
１５３ Ｐゾーン判断部
１５５ 継続フラグ設定部
１５７ ＡＰＵモード決定部
１５９ ＡＰＵ作動判断部
１６１ 発電電力上限値設定部
１６３ 継続タイマー
１６５ ＣＡＴ温度推定処理部
１６７ 発電実行判定部
１６９ モータリング制御判定部
１７１ 発電制御部（出力調整部）

Claims (10)

  1. 供給される電力によって駆動する電動機と、
    排気浄化触媒を有する内燃機関及び前記内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器に供給する発電部と、
    を備えたハイブリッド車両における発電制御装置であって、
    内燃機関の排気浄化触媒の温度に応じて内燃機関の出力を規制し、平均消費電力に応じて空気流入量を可変する出力調整部
    を備えることを特徴とする発電制御装置。
  2. 前記出力調整部は、
    前記内燃機関の排気浄化触媒温度が、第１温度より高くなった場合に前記内燃機関の出力を規制し、前記内燃機関の排気浄化触媒温度が前記第１温度より低い第２温度より低くなったときに前記内燃機関の出力を許可する
    ことを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
  3. 前記出力調整部は、
    前記平均消費電力に応じて、前記第１温度及び前記第２温度を可変する
    ことを特徴とする請求項２に記載の発電制御装置。
  4. 前記出力調整部は、
    前記平均消費電力が大きくなるにつれて、前記第１温度及び前記第２温度を低くする
    ことを特徴とする請求項３に記載の発電制御装置。
  5. 前記出力調整部は、
    前記平均消費電力が大きくなるにつれて、前記内燃機関への流入空気量を多くする
    ことを特徴とする請求項３に記載の発電制御装置。
  6. 前記出力調整部は、
    前記内燃機関の内燃機関回転数及び／又はスロットル開度を大きくすることで前記流入空気量を多くする
    ことを特徴とする請求項５に記載の発電制御装置。
  7. 前記出力調整部は、
    車速が速くなるほど前記内燃機関回転数及び／又は前記スロットル開度を大きくする商品性マップに基づいて、前記車速に応じて前記流入空気量を多くする
    ことを特徴とする請求項６に記載の発電制御装置。
  8. 前記出力調整部は、
    車速が遅くなるほど前記内燃機関回転数及び／又は前記スロットル開度を大きくする性能性マップに基づいて、前記車速に応じて前記流入空気量を多くする
    ことを特徴とする請求項６に記載の発電制御装置。
  9. 前記出力調整部は、
    負荷領域に応じて前記商品性マップ又は前記性能性マップを選択する
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の発電制御装置。
  10. 供給される電力によって駆動する電動機と、
    排気浄化触媒を有する内燃機関及び前記内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器に供給する発電部と、
    内燃機関の排気浄化触媒の温度に応じて内燃機関の出力を規制し、平均消費電力に応じて空気流入量を可変する発電制御装置と
    を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
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