JP2016008517A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒暖機を確保しつつ、エンジン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を提供すること。【解決手段】駆動と停止を間欠的に繰り返すと共に触媒９を有するエンジン停止中に触媒温度が下限温度Ｔminを下回ったらエンジン２を駆動して触媒暖機を行うハイブリッド車両の制御装置において、道路情報を取得する道路情報取得部４１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４２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４３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４４と、エンジン停止中に触媒温度が下限温度Ｔmin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よりも高負荷側に変更するエンジン制御部４５と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、駆動と停止を間欠的に繰り返すと共に排気系に触媒を有するエンジンを含むハイブリッド車両に搭載され、エンジン停止中に触媒温度が下限温度を下回ったら触媒暖機を行うハイブリッド車両の制御装置に関する発明である。

従来、エンジンとモータを有するハイブリッド車両では、モータのみを駆動源とするＥＶモードのとき、走行風によってエンジンの排気系に設けられた触媒が冷却されてしまう。そのため、触媒温度が下限温度を下回ると、エンジンを駆動して触媒暖機を行うハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2010-83232号公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、触媒暖機を行うために停止中のエンジンを駆動するので、エンジン始動回転数が増加してしまい、エンジン運転効率が悪化して燃料を多く消費してしまう、という問題があった。しかも、触媒が冷却した後の走行モードつまりエンジンの動作状態が不明であるため、エンジンの駆動に備えて、常に触媒を完全暖機させておく必要があり、触媒暖機のためにエンジン駆動することは欠かせなかった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、触媒暖機を確保しつつ、エンジンの始動回数を抑制してエンジン運転効率を向上し、無駄な燃料消費を抑えることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、駆動と停止を間欠的に繰り返すと共に排気系に排気ガスを浄化する触媒を有するエンジンを含む複数の駆動源を備えたハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンの停止中に触媒温度が予め設定した下限温度を下回ったら前記エンジンを駆動して触媒暖機を行うハイブリッド車両の制御装置において、道路情報取得部と、速度予測部と、エンジン動作予測部と、触媒温度予測部と、エンジン制御部と、を備えている。
前記道路情報取得部は、自車両の走行予定経路に関する道路情報を取得する。
前記速度予測部は、前記道路情報取得部によって取得した道路情報に基づき、前記走行予定経路での走行速度を予測する。
前記エンジン動作予測部は、前記速度予測部によって予測した予測走行速度に基づき、前記走行予定経路での前記エンジンの動作状態を予測する。
前記触媒温度予測部は、前記速度予測部によって予測した予測走行速度に基づき、前記走行予定経路での触媒温度を予測する。
前記エンジン制御部は、前記走行予定経路でのエンジン停止中に触媒温度が前記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、前記エンジンの運転条件を通常の運転条件よりも高負荷側に変更する。

よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、走行予定経路におけるエンジン停止中に予測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のエンジン運転条件が通常よりも高負荷側に変更される。
そのため、触媒温度が下限温度以下になると予測されるときよりも前のエンジン駆動時におけるエンジン出力トルクが高くなる。そして、エンジンを停止したタイミングでの触媒温度を、通常の運転条件でエンジン駆動してから停止したときよりも上昇させておくことができる。
これにより、エンジン停止中であっても触媒温度が下限温度よりも高くなる時間を長くすることができ、エンジン停止中に触媒暖機の発生を抑制することができる。そして、エンジンの始動回数を抑制してエンジン運転効率を向上し、無駄な燃料消費を抑えることができる。

実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１にて用いられるエンジン始動停止線マップ（EV-HEV選択マップ）の一例を示すモード特性図である。 実施例１の制御装置における予測触媒温度の一例を示す説明図である。 実施例１の制御装置における予測触媒温度と増大負荷総量の関係を説明する説明図である。 実施例１のハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるエンジン制御処理の流れを示すフローチャートである。 予測走行速度に対する予測エンジン出力トルクを示すマップの一例である。 比較例の制御装置において所定の経路を走行したときの実際の走行速度・運転モード・エンジン出力トルク・触媒温度の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制御装置において所定の経路を走行するときの予測走行速度・予測運転モード・予測エンジン出力トルク・予測触媒温度の各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の構成を、「ハイブリッド車両の全体システム構成」、「ハイブリッド車両の制御装置の制御系の詳細構成」、「エンジン制御処理構成」に分けて説明する。

［ハイブリッド車両の全体システム構成］
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図１に基づいて、実施例１のハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

実施例１のハイブリッド車両１は、駆動系に、エンジン２と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ（モータ）４と、第２クラッチ５（略称「CL2」）と、自動変速機６と、を備えている。ここで、自動変速機６の出力軸は、ディファレンシャルギヤ７を介して駆動輪８に伝達される。

前記エンジン２は、直列４気筒の内燃機関であり、後述する走行モードに応じて駆動と停止を間欠的に繰り返す。また、このエンジン２の排気通路２ａ（排気系）には、排気ガスを浄化する触媒９が介装されている。

前記第１クラッチ３は、エンジン２とモータ/ジェネレータ４との間に介装された油圧作動によるノーマルオープンの乾式多板摩擦クラッチであり、第１クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/解放が制御される。

前記モータ/ジェネレータ４は、第１クラッチ３を介してエンジン２に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ４は、後述するバッテリ１１を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ１２が、ＡＣハーネス１３を介して接続される。

前記自動変速機６は、例えば、前進５速後退１速や前進６速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える（変速制御を行う）。

前記第２クラッチ５は、自動変速機６の変速要素として設けられている複数の摩擦締結要素のうち、各変速段の動力伝達経路に存在する摩擦締結要素を流用したものであって、実質的に自動変速機６の内部に構成されたものである。第２クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/解放が制御される。

前記ハイブリッド車両１の制御システムとしては、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御部として、ハイブリッドコントロールモジュール２０（図１及び以下「ＨＣＭ」と記載する）を備えている。このＨＣＭ２０に接続される制御部として、エンジンコントロールモジュール２１（図１及び以下「ＥＣＭ」と記載する）と、バッテリコントローラ２２（図１及び以下「ＢＣ」と記載する）と、モータコントローラ２３（図１及び以下「ＭＣ」と記載する）と、オートマチックトランスミッションコントロールユニット２４（図１及び以下「ＡＴＣＵ」と記載する）と、ナビゲーションコントローラ２５（図１及び以下「ＮＡＶＩ/Ｃ」と記載する）を有している。ＨＣＭ２０を含むこれらの制御部は、ＣＡＮ通信線２６（CANは「Controller Area Network」の略称）により双方向情報交換可能に接続される。

前記ＨＣＭ２０は、各制御部２１,２２,２３,２４,２５、イグニッションスイッチ３１、エンジン回転速度を検知するエンジン回転速度センサ３２、スロットル開度を検知するスロットルセンサ３３、アクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度を検知するアクセル開度センサ３４、車速を検知する車速センサ３５、触媒９の温度を検知する触媒温度センサ３６、外気の温度を検知する外気温センサ３７等からの情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づき、目標エンジントルク指令、目標モータトルク指令、第１クラッチ制御指令、第２クラッチ制御指令等を出力する。

前記ＥＣＭ２１は、ＨＣＭ２０からの目標エンジントルク指令、エンジン回転速度情報、スロットル開度情報等に応じて、エンジン２の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行い、エンジン２からの出力トルクを制御する。

前記ＢＣ２２は、バッテリ１１の充電容量（以下「バッテリSOC」という）や入出力可能パワー等の内部状態量を監視すると共に、バッテリ１１の保護制御を行う。このＢＣ２２からＨＣＭ２０にバッテリ１１の充放電状態に関する情報を出力する。

前記ＭＣ２３は、ＨＣＭ２０からの目標モータトルク指令、アクセル開度情報、車速情報等に応じて、インバータ１２によるモータ/ジェネレータ４の力行制御や回生制御等を行い、モータ/ジェネレータ４からの出力トルクや発電トルクと制御する。

前記ＡＴＣＵ２４は、ＨＣＭ２０からの第２クラッチ制御指令に応じ、変速制御における第２クラッチ制御に優先し、第２クラッチ５の締結・解放を制御する。すなわち、このＡＴＣＵ２４は、ＨＣＭ２０からの変速制御指令に応じて自動変速機６の変速制御を実施する。また、このＡＴＣＵ２４では、ＨＣＭ２０からの第１クラッチ制御指令に基づいて、第１クラッチ３の締結及び解放を制御する。

前記ＮＡＶＩ/Ｃ２５は、衛星からのＧＰＳ信号を用いて自車位置を検出すると共に、ＤＶＤ等に記憶された地図データに基づいて、目的地までの経路探索や誘導を行うナビゲーションシステムの制御機能を担う。ＮＡＶＩ/Ｃ２５により得られた地図上での自車位置情報や目的地情報、走行予定経路情報は、ＨＣＭ２０に対して供給される。また、このＮＡＶＩ/Ｃ２５は、乗員が各種情報を入力するための入力装置を備えている。乗員は、入力装置を用いて目的地や走行希望経路、さらにドライバーの個人特性情報を入力することができる。
なお、「ドライバーの個人特性情報」とは、例えばドライバーの年齢、性別、運転経験年数、運転モードの好み（燃費重視か駆動力重視か）等、ドライバー個人の情報である。

前記ハイブリッド車両１は、第１クラッチ３とモータ/ジェネレータ４と第２クラッチ５により１モータ・２クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる運転モードとして、「HEVモード」と、「EVモード」と、「初期暖機モード」と、「触媒暖機モード」と、を有する。

前記「HEVモード」は、第１,第２クラッチ３,５を締結してエンジン２とモータ/ジェネレータ４を駆動源とするハイブリッド車モードである。つまり、このHEVモードでは、エンジン２は駆動する。

前記「EVモード」は、第１クラッチ３を解放し、第２クラッチ５を締結してモータ/ジェネレータ４のみを駆動源とする電気自動車モードである。つまり、このEVモードでは、エンジン２は停止する。

前記「初期暖機モード」は、エンジン運転に備えて触媒温度を所定温度（例えば３００℃）にするため、イグニッションキーがONされた直後にエンジン２を駆動し、触媒温度が所定温度に達したらエンジンを停止する運転モードである。つまり、この初期暖機モードでは、エンジン２は駆動する。

前記「触媒暖機モード」は、エンジン停止中（EVモード中）に触媒温度が予め設定した下限温度Ｔmin（例えば２５０℃）を下回ったとき、第２クラッチ５を解放したままでエンジン２を駆動して触媒９を加熱する運転モードである。つまり、この触媒暖機モードでは、エンジン２は駆動する。なお、この触媒暖機モードは、予め設定した時間、所定のエンジン出力トルクを出力したら終了する。

ここで、上記HEVモードとEVモードは、図２に示す車速毎のアクセル開度で設定されているエンジン始動停止線マップを用いて設定される。但し、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEVモード」を目標運転モードとする。

また、このハイブリッド車両１では、エンジン２を始動する際、第１クラッチ３を締結し、エンジン２をモータ/ジェネレータ４によって所定回転速度まで上昇させてから、燃料噴射を開始してエンジン２を始動させる。

［ハイブリッド車両の制御装置の制御系の詳細構成］
前記ＨＣＭ２０は、図１に示すように、道路情報取得部４１と、速度予測部４２と、エンジン動作予測部４３と、触媒温度予測部４４と、エンジン制御部４５と、を備えている。

前記道路情報取得部４１は、自車両の走行予定経路に関する道路情報を取得する。すなわち、ＮＡＶＩ/Ｃ２５から地図情報・自車位置情報・目的地情報・走行予定経路情報及びドライバーの個人特性情報を取得すると共に、道路交通情報通信システムから走行予定経路上の渋滞情報を取得する。これにより、走行予定経路が認識される。

前記速度予測部４２は、道路情報取得部４１によって取得した道路情報（ここでは、ドライバーの個人特性情報を含む）に基づき、走行予定経路での走行速度を予測する。

前記エンジン動作予測部４３は、速度予測部４２によって予測された予測走行速度に基づき、走行予定経路でのエンジン２の動作状態（駆動又は停止）を予測すると共に、エンジン駆動時のエンジン出力トルクを予測する。ここでは、予測走行速度が予め設定されたHEV-EV切替速度以上のときにエンジン２を駆動する（HEVモード）と予測し、予測走行速度がHEV-EV切替速度未満のときにエンジン２を停止する（EVモード）と予測する。また、エンジン出力トルクは、予測走行速度の大きさに応じて設定される。

前記触媒温度予測部４４は、速度予測部４２によって予測された予測走行速度に基づき、走行予定経路での触媒温度を予測する。なお、実施例１のハイブリッド車両１では、走行開始時に初期暖機モードとなり、エンジン２を駆動して触媒９が加熱されるので、触媒温度は走行開始直後に所定値までいったん上昇する。その後、予測走行速度に応じて決まる触媒放熱エネルギーと、予測走行速度に基づいて予測されるエンジン出力トルクに応じて決まる触媒加熱エネルギーとに基づいて、予測触媒温度を演算する。

前記エンジン制御部４５は、走行予定経路においてエンジン停止中（EVモード時）に、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるとき、その直前でのエンジン駆動時（HEVモード時）におけるエンジン２の運転条件を、通常の運転条件よりも高負荷側に変更する。
ここで、「エンジン運転条件を高負荷側に変更する」とは、エンジン負荷を高く設定し、エンジン出力トルクを通常の運転条件で走行した場合のエンジン出力トルクよりも高くすることである。なお、「通常の運転条件時のエンジン出力トルク」とは、ここでは、予測走行速度に応じて必要となるエンジン出力トルクである。

また、エンジン運転条件を高負荷側へ変更する際の増大負荷総量（運転条件の変更量）は、予測触媒温度（図３において実線で示す）が下限温度Ｔmin以下になると予測されるとき（時刻t_ａ）を含むエンジン停止期間（以下、制御対象EV期間という：図３参照）における触媒温度低下の予測値（エネルギー）に基づいて設定する。
ここで、「触媒温度低下の予測値（エネルギー）」は、制御対象EV期間（時刻t_１〜t_２）での予測外気温と、制御対象EV期間（時刻t_１〜t_２）での予測走行速度と、制御対象EV期間の長さ（時刻t_１〜t_２までの時間：エンジン停止からエンジン再始動までの時間）に基づいて求める。
なお、予測外気温は、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測した時点（予測時点）での外気温に基づいて求める。ここでは、予測時点の外気温を制御対象EV期間（時刻t_１〜t_２）での予測外気温とする。
また、予測走行速度は、制御対象EV期間（時刻t_１〜t_２）における予測走行速度の平均速度とする。

そして、「触媒温度低下の予測値（エネルギー）」を求めるには、まず、制御対象EV期間の終了時点（図４に示す時刻t_２時点）において、予測触媒温度が下限温度Ｔminを上回るために必要な制御対象EV期間開始時点（図４に示す時刻t_１時点）での予測触媒温度「Ｔ_１」を求める。
ここで、触媒９の放熱温度は、触媒９にあたる走行風量に依存するが、この走行風量は車速に比例する。また、外気温が温度勾配となる。
つまり、制御対象EV期間中の平均車速及び外気温に基づき触媒９の放熱勾配を求め、制御対象EV期間中放熱し続けても制御対象EV期間の終了時点で予測触媒温度が下限温度Ｔminになることを前提に、予測触媒温度「Ｔ_１」を求める。

続いて、制御対象EV期間中に予測触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測される場合の予測触媒温度「Ｔ_２」を求める。この予測触媒温度「Ｔ_２」は、時刻t_ａ時点で予測触媒温度が下限温度Ｔminに達することを前提に、上記制御対象EV期間中の平均車速及び外気温に基づいて求めた触媒９の放熱勾配を用いて求める。

そして、制御対象EV期間開始時点（時刻t_１時点）の予測触媒温度を「Ｔ_１」にするために必要なエネルギーと、制御対象EV期間開始時点（時刻t_１時点）の予測触媒温度を「Ｔ_２」にするために必要なエネルギーとの差（図４において斜線で示す）が、「触媒温度低下の予測値（エネルギー）」となる。

すなわち、エンジン運転条件を高負荷側へ変更する際の増大負荷総量は、この「触媒温度低下の予測値（エネルギー）」を賄える量となる。なお、増大負荷総量は、負荷を増大する量と、負荷を増大する時間との積算によって求められる。

［エンジン制御処理構成］
図５は、実施例１のハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるエンジン制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、エンジン制御処理を表す図５の各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、走行中に繰り返し実行される。

ステップＳ１では、初期暖機モードが終了したか否かを判断する。YES（初期暖機終了）の場合はステップＳ２へ進む。NO（初期暖機が終了していない）の場合はステップＳ１を繰り返す。
ここで、初期暖機モードの終了は、イグニッションキーがON操作されてからエンジン２が一旦駆動し、その後停止したか否かに基づいて判断する。

ステップＳ２では、ＮＡＶＩ/Ｃ２５に入力された目的地情報、走行希望経路情報を読み込むと共に自車位置情報等の必要情報を取得し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ２にて取得した各種情報に基づき、自車両の走行予定経路を設定し、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３での走行予定経路の設定に続き、設定した走行予定経路に関する道路情報（例えば、地図情報、渋滞情報等）をＮＡＶＩ/Ｃ２５から取得し、ステップＳ５へ進む。
また、ここでは、道路情報に加えてドライバーの個人特性情報もＮＡＶＩ/Ｃ２５から取得する。

ステップＳ５では、ステップＳ４での道路情報及び個人特性情報の取得に続き、取得した情報に基づいて走行予定経路での走行速度を予測し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、ステップＳ５での走行速度の予測に続き、予測走行速度に基づいて、走行予定経路でのエンジン２の動作状態を予測し、ステップＳ７へ進む。
ここでは、エンジン動作状態として、エンジン２の駆動/停止と、エンジン駆動時のエンジン出力トルクを予測する。
エンジン２の駆動/停止は、予測走行速度が予め設定したHEV-EV切替速度以上のときにエンジン２を駆動する（HEVモード）と予測し、予測走行速度がHEV-EV切替速度未満のときにエンジン２を停止する（EVモード）と予測する。また、エンジン出力トルクは、予測走行速度に応じてエンジン出力トルクを一義的に設定するマップ（図６参照）に基づき予測する。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのエンジン動作状態の予測に続き、走行予定経路での触媒温度を予測し、ステップＳ８へ進む。
ここでは、エンジン出力トルクに応じて決まる触媒加熱エネルギーと、走行速度に応じて決まる触媒放熱エネルギーに基づいて、予測触媒温度を求める。

ステップＳ８では、ステップＳ７での触媒温度の予測に続き、現時点（演算時点）から直近のエンジン２が停止していると予測されている期間中に、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるか否かを判断する。YES（触媒温度≦Ｔmin）の場合には、ステップＳ９へ進む。NO（触媒温度＞Ｔmin）の場合には、ステップＳ10へ進む。
なお、「現時点から直近のエンジン停止予測期間」とは、演算時点がHEVモードであれば、現在のHEVモード（演算時点のHEVモード）終了後に生じると予測されるEVモード期間である。また、演算時点がEVモードであれば、現在のEVモード終了後に生じると予測されるHEVモード後のEVモード期間である。

ステップＳ９では、ステップＳ８での触媒温度≦Ｔminとの判断に続き、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になる時点の直前のエンジン駆動時におけるエンジン２の運転条件を、通常の運転条件よりも高負荷側に変更し、エンドへ進む。
ここで、「触媒温度が下限温度Ｔmin以下になる時点の直前のエンジン駆動時」とは、演算時点がHEVモードであれば、現在のHEVモード（演算時点のHEVモード）時である。また、演算時点がEVモードであれば、現在のEVモード終了後に生じると予測されるHEVモード時である。
これにより、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になる時点の直前のエンジン駆動時では、エンジン出力トルクが通常時（予測走行車速に応じた必要最低限）よりも増大する。

ステップＳ10は、ステップＳ８での触媒温度＞Ｔminとの判断に続き、現在のHEVモードまたは、現在のEVモード終了後に生じると予測されるHEVモードにおけるエンジン２の運転条件を通常条件に設定し、エンドへ進む。
これにより、現在のHEVモード又は次回のHEVモードでは、エンジン出力トルクが予測走行車速に応じた必要最低限となる。

次に、作用を説明する。
まず、「比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成と課題」を説明し、続いて実施例１のハイブリッド車両の制御装置におけるエンジン制御作用を説明する。

［比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成と課題］
図７は、比較例の制御装置において所定の経路を走行したときの実際の走行速度・運転モード・エンジン出力トルク・触媒温度の各特性を示すタイムチャートである。以下、図７に基づき、比較例の制御装置の構成と課題を説明する。

比較例のハイブリッド車両の制御装置では、図７に示す時刻t_１１時点において、車両が走行を開始すると、車速に拘らず、まずエンジン２を駆動して触媒９を加熱する初期暖機モードとなる。

時刻t_１２時点において、触媒温度が所定値に達したら、初期暖機モードは終了し、エンジン２を停止して運転モードがEVモードになる。このEVモード中、触媒９は走行風によって冷却され、触媒温度は低下する。

時刻t_１３時点において、走行速度がHEV-EV切替線を越えると、エンジン２を再始動してHEVモードになる。このHEVモードではエンジン２が駆動しているため、エンジン２からの排気熱で触媒９が加熱されて触媒温度が上昇する。また、このときのエンジン出力トルクは、走行速度に応じて必要な大きさに設定される。

時刻t_１４時点において、走行速度がHEV-EV切替線を下回ると、エンジン２を再停止してEVモードになる。そして、触媒９は走行風によって冷却されて低下する。

時刻t_１５時点において、走行風によって冷却され続けたことで触媒温度が下限温度に達すると、エンジン２を駆動して触媒９を加熱する触媒暖機モードとなる。これにより、エンジン２が再始動し、触媒温度が上昇する。

時刻t_１６時点において、触媒暖機モード時間が経過すると共に走行速度がHEV-EV切替線を下回っていることから、エンジン２を再停止してEVモードになる。

時刻t_１７時点において、走行速度がHEV-EV切替線を越えると、エンジン２を再始動してHEVモードになる。

そして、時刻t_１８時点において、走行速度がHEV-EV切替線を下回ると、エンジン２を再停止してEVモードになる。

このように、比較例のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン２を停止して走行するEVモード中に、走行風によって触媒９が冷却されて下限温度Ｔminを下回ると、触媒暖機モードとなってエンジン２を駆動する。
そのため、この触媒９を暖機するために必要な燃料が消費され、燃費が悪化していた。また、エンジン２を再始動するために、モータ/ジェネレータ４の出力トルクを増加する必要があり、EV走行を継続した場合よりも電力消費量が増加してしまうといった問題もあった。

また、ナビゲーションシステムを搭載している場合では、走行予定経路における走行車速を予測することができるため、エンジン２の駆動タイミングと出力トルク（エンジン運転点）を推定することができる。
そのため、必要最低限の触媒容量のみを暖機するように、触媒暖機モードでのエンジン出力トルクを制御し、燃料消費を抑制することが考えられる。しかしながら、触媒暖機モードへのモード移行に伴ってエンジン２を再始動する必要があり、EVモードを継続する場合と比較すると燃費が悪化していた。

［エンジン制御作用］
図８は、実施例１の制御装置において所定の経路を走行するときの予測走行速度・予測運転モード・予測エンジン出力トルク・予測触媒温度の各特性を示すタイムチャートである。以下、図８に基づき、実施例１のエンジン制御作用を説明する。

車両が走行を開始すると、図５に示すエンジン制御処理を実行する。そして、初期暖機モードが終了すれば、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、走行予定経路での走行速度が予測される。
ここで、現在地から直近の走行予定経路上の一部において、例えば図８に示すように走行速度が予測されたとする。

そして、走行速度が予測されたら、ステップＳ６へと進み、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が予測される。
すなわち、図８に示すように、時刻t_２１以前では、予測走行速度がHEV-EV切替線を下回っているので、エンジン２を停止したEVモードと予測される。また、時刻t_２１時点で、予測走行速度がHEV-EV切替線を越えるため、エンジン２を駆動するHEVモードになると予測される。さらに、時刻t_２２時点において予測走行速度がHEV-EV切替線を下回ると、エンジン２を停止してEVモードになると予測される。そして、時刻t_２３時点において予測走行速度が再びHEV-EV切替線を越えると、エンジン２を駆動するHEVモードになると予測される。

さらに、エンジン２を駆動するHEVモード中のエンジン出力トルクが予測される。このとき、予測エンジン出力トルクは、図８において実線で示すように、予測走行速度に応じてエンジン出力トルクを一義的に設定するマップ（図６参照）に基づき予測される。

そして、運転モードとエンジン出力トルクが予測されたら、ステップＳ７へと進み、予測走行速度及び予測エンジン出力トルクに基づいて、走行予定経路での触媒温度が予測される。
すなわち、図８に実線で示すように、時刻t_２１以前では、エンジン２が停止したEVモードであるので、触媒温度は低下する。時刻t_２１時点においてエンジン２が駆動すると、触媒温度は上昇する。さらに、時刻t_２２時点においてエンジン２が停止すると、触媒温度は低下する。

そして、時刻t_２２以降、エンジン２を停止していることで触媒温度が低下し続けた結果、時刻t_ｘ時点において予測触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測される。すなわち、現時点（演算時点：例えば図８における時刻t_２１以前の時点）から直近のエンジン２が停止していると予測されている期間（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）中に、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測される。

これにより、ステップＳ８→ステップＳ９へと進み、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になる時点の直前のエンジン駆動時（時刻t_２１から時刻t_２２までの間）におけるエンジン２の運転条件を、通常の運転条件よりも高負荷側に変更する。
このため、時刻t_ｙから時刻t_２２の間、エンジン出力トルクが、予測走行速度に応じて予測された値（実線）よりも増大する。

この結果、図８において二点鎖線で示すように、触媒温度が大幅に上昇し、下限温度Ｔmin以下になる時点の直前のエンジン駆動時（時刻t_２１から時刻t_２２までの間）の終了時点（時刻t_２２時点）における予測触媒温度が「Ｔ_１」となる。そして、触媒温度が下限温度Ｔminよりも高くなる時間が長くなり、次回エンジン始動時点（時刻t_２３時点）まで、すなわち、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるエンジン停止期間中（時刻t_２１から時刻t_２２までの間）、予測触媒温度が下限温度Ｔminを上回ることができる。
これにより、触媒温度を下限温度Ｔmin以上に確保することで、エンジン停止中に触媒暖機モードになることを防止して、エンジン始動回数を抑制してエンジン運転効率を向上し、無駄な燃料の消費を抑制することができる。

また、この実施例１では、エンジン運転条件を高負荷側へ変更する際の増大負荷総量（運転条件の変更量）を、予測触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるとき（時刻t_ｘ）を含むエンジン停止期間（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）における触媒温度低下の予測値（エネルギー）に基づいて設定する。つまり、この条件変更量を、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるエンジン停止期間（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）中の予測平均走行速度と、当該エンジン停止期間（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）の長さと、に基づいて設定している。

そのため、エンジン運転条件を適切に高負荷側に変更（シフト）することができ、無駄な燃料消費を抑制しつつ、触媒暖機が生じることを防止してエンジン運転効率の向上を図ることができる。

特に、実施例１では、触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるエンジン停止期間（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）の終了時点（時刻t_２３時点）で、予測触媒温度が下限温度Ｔminになることを前提に、増大負荷総量（運転条件の変更量）を設定する。
そのため、運転条件の変更量を必要最小限に抑えることができて、燃費の向上を図ることができる。

そして、実施例１では、走行予定経路でのエンジン２の運転状態や触媒温度を予測する際の基準となる走行速度を予測する際、道路情報（例えば、地図情報、渋滞情報等）に加えてドライバーの個人特性情報をも用いて予測する。
そのため、走行速度の予測精度を向上し、適切な制御を行うことができて、さらに燃費の向上を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 駆動と停止を間欠的に繰り返すと共に排気系に排気ガスを浄化する触媒９を有するエンジン２を含む複数の駆動源を備えたハイブリッド車両１に搭載され、前記エンジン２の停止中に触媒温度が予め設定した下限温度Ｔminを下回ったら前記エンジン２を駆動して触媒暖機を行うハイブリッド車両の制御装置において、
自車両の走行予定経路に関する道路情報（例えば、地図情報、渋滞情報等）を取得する道路情報取得部４１と、
前記道路情報取得部４１によって取得した道路情報（例えば、地図情報、渋滞情報等）に基づき、前記走行予定経路での走行速度を予測する速度予測部４２と、
前記速度予測部４２によって予測した予測走行速度に基づき、前記走行予定経路での前記エンジン２の動作状態を予測するエンジン動作予測部４３と、
前記速度予測部４２によって予測した予測走行速度に基づき、前記走行予定経路での触媒温度を予測する触媒温度予測部４４と、
前記走行予定経路でのエンジン停止中に触媒温度が前記下限温度Ｔmin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、前記エンジン２の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４５と、
を備える構成とした。
これにより、エンジンの始動回数を抑制してエンジン運転効率を向上し、無駄な燃料消費を抑えることができる。

(2) 前記エンジン制御部４５は、前記エンジン２の運転条件を高負荷側に変更する際の該運転条件の変更量を、前記触媒温度が前記下限温度Ｔmin以下になると予測されるエンジン停止期間中（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）の予測平均走行速度と、当該エンジン停止期間（時刻t_２２から時刻t_２３までの間）の長さと、に基づいて設定する構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、エンジン運転条件を適切に高負荷側に変更（シフト）することができ、無駄な燃料消費を抑制しつつ、触媒暖機が生じることを防止してエンジン運転効率の向上を図ることができる。

(3) 前記道路情報取得部４１は、前記道路情報（例えば、地図情報、渋滞情報等）に加えて、ドライバーの個人特性情報を取得し、
前記速度予測部４２は、前記道路情報取得部４１によって取得した道路情報及び個人特性情報に基づき、前記走行予定経路での走行速度を予測する構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、走行速度の予測精度が向上することができて、適切な制御を行うことが可能となり、さらに燃費の向上を図ることができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、予測触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測されるエンジン停止期間の直前のエンジン駆動時における、エンジン運転条件を高負荷側に変更する際、エンジン駆動期間は延長しない例を示した。つまり、エンジン駆動期間の継続時間を推定し、触媒温度低下の予測値（エネルギー）を賄えるタイミングから運転条件の変更（シフト）を行っている。
しかしながら、例えば、予測触媒温度が下限温度Ｔmin以下になると予測したタイミングが、HEVモード中であって、その予測時点から直ちに且つHEVモード終了時点までエンジン運転条件を最大限高負荷側に変更しても、触媒温度低下の予測値（エネルギー）を賄えない場合が想定される。
そのときには、触媒暖機モードで必要なエネルギー（燃料量）と、エンジン停止時に触媒暖機を不要とするために必要なエネルギー（増大負荷総量に見合う燃料量）と、を比較し、触媒暖機に必要なエネルギーよりも、触媒暖機を不要とするために必要なエネルギーが小さければ、HEVモードを延長することで、エンジン運転条件を高負荷側に変更する。

また、例えば、エンジン停止期間が長時間継続する場合等であっても、増大負荷総量が膨大になることが考えられる。この場合であっても、触媒暖機に必要なエネルギーよりも、触媒暖機を不要とするために必要なエネルギーが小さければ、HEVモードを延長して、エンジン運転条件の変更に対応する。
つまり、エンジン運転条件を高負荷側に変更（シフト）したことで余分に消費される燃料が、触媒暖機に要する消費燃料量よりも有利な場合にのみ、エンジン運転条件を高負荷側に変更する。

さらに、実施例１では、本発明のハイブリッド車両の制御装置を、プラグイン充電が不可能なパラレル方式のハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、発電モータと駆動モータを備えたパラレル式のプラグインハイブリッド車両や、発電/駆動兼用のモータ/ジェネレータを備えたパラレル式のプラグインハイブリッド車両に対しても適用することができる。

また、実施例１では、エンジンとモータの２種類を駆動源として備えるハイブリッド車両について示したが、これに限らず、排気ガスを浄化する触媒を有するエンジンを含む複数の駆動源を備えたハイブリッド車両であれば適用できる。

そして、実施例１では、エンジン２を始動する際、第１クラッチ３を締結すると共に駆動源となるモータ/ジェネレータ４をスタータモータとして利用する例を示したが、例えばモータ/ジェネレータ４とは別にスタータモータを有するものであってもよい。この場合では、エンジン始動時に第１クラッチ３を必ずしも締結する必要はない。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
２ａ 排気通路（排気系）
３ 第１クラッチ
４ モータ/ジェネレータ（モータ）
５ 第２クラッチ
６ 自動変速機
８ 駆動輪
９ 触媒
２０ ハイブリッドコントロールモジュール（ＨＣＭ）
４１ 道路情報取得部
４２ 速度予測部
４３ エンジン動作予測部
４４ 触媒温度予測部
４５ エンジン制御部

Claims (3)

1. 駆動と停止を間欠的に繰り返すと共に排気系に排気ガスを浄化する触媒を有するエンジンを含む複数の駆動源を備えたハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンの停止中に触媒温度が予め設定した下限温度を下回ったら前記エンジンを駆動して触媒暖機を行うハイブリッド車両の制御装置において、
   自車両の走行予定経路に関する道路情報を取得する道路情報取得部と、
   前記道路情報取得部によって取得した道路情報に基づき、前記走行予定経路での走行速度を予測する速度予測部と、
   前記速度予測部によって予測した予測走行速度に基づき、前記走行予定経路での前記エンジンの動作状態を予測するエンジン動作予測部と、
   前記速度予測部によって予測した予測走行速度に基づき、前記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、
   前記走行予定経路でのエンジン停止中に触媒温度が前記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、前記エンジンの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、
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジン制御部は、前記エンジンの運転条件を高負荷側に変更する際の該運転条件の変更量を、前記触媒温度が前記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、に基づいて設定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記道路情報取得部は、前記道路情報に加えて、ドライバーの個人特性情報を取得し、
   前記速度予測部は、前記道路情報取得部によって取得した道路情報及び個人特性情報に基づき、前記走行予定経路での走行速度を予測する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。