JP2016203770A - ハイブリッドシステムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気加熱式の触媒装置の暖機開始時期を最適化する。【解決手段】ハイブリッドシステム１００の制御装置２００が、第１運転モード中にバッテリ充電量が所定のモード切替充電量以下まで低下したら第２運転モードに切り替え、第１運転モード中にバッテリ充電量がモード切替充電量よりも大きい暖機開始充電量以下まで低下したら、発熱体１５１に対して触媒を所定温度まで昇温させるために必要な電力量の電力供給を開始して、第２運転モードに切り替わる前に触媒装置１５を暖機し、第１運転モードの運転履歴に基づいて、発熱体１５１に電力量を供給し終えたときのバッテリ充電量がモード切替充電量に近づくように、暖機開始充電量の値を学習するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明はハイブリッドシステムの制御装置に関する。

従来のハイブリッドシステムの制御装置として、バッテリの電力のみにより駆動モータを駆動して車両を走行させる電力走行中に電気加熱式の触媒装置の暖機を開始し、触媒装置の暖機完了後に内燃機関を始動してハイブリッド走行を行うように構成されたものがある（特許文献１参照）。

特開２００５−１４６９１０号公報

ここで、電力走行中に触媒装置の暖機を完了させるためには、バッテリの充電電力量（以下「バッテリ充電量」という。）が、少なくとも触媒装置の暖機中に消費されると予想される電力量未満になる前に、触媒装置の暖機を開始する必要がある。触媒装置の暖機中に消費されるバッテリの電力量は、触媒装置を暖機するために必要な電力量と、触媒装置の暖機中に駆動モータを駆動するために必要な電力量と、の総和となる。

触媒装置の暖機中に駆動モータを駆動するために必要な電力量は、触媒装置の暖機中における各ドライバの要求トルクに依存するため、各ドライバの運転の仕方（運転パターン）によって変化することになる。

したがって前述した従来例のように、電力走行中に触媒装置の暖機を完了させるためには、触媒装置の暖機中に駆動モータを駆動するために必要と予想される電力量を十分なマージンを持った大きい値に設定し、触媒装置の暖機を開始するトリガとなるバッテリ充電量の閾値を十分なマージンを持った大きい値にする必要がある。つまり前述した従来例では、各ドライバの運転パターンに応じた適当な時期に触媒装置の暖機を開始することができないおそれがある。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、各ドライバの運転パターンに応じた適当な時期に触媒装置の暖機を開始できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、内燃機関と、外部電源からの充電が可能なバッテリと、内燃機関の排気経路に設けられ、バッテリから供給される電力で発熱する発熱体と当該発熱体を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、内燃機関の動力の一部により回生駆動される第１回転電機と、バッテリの充電電力及び前記第１回転電機の発電電力の一方又は双方の電力により力行駆動される第２回転電機と、を備え、内燃機関及び第２回転電機の一方又は双方の動力を駆動対象に伝達可能なハイブリッドシステムを制御する制御装置が、バッテリの充電電力を優先的に利用して第２回転電機を力行駆動させ、少なくとも当該第２回転電機の動力を駆動対象に伝達する第１運転モード中に、バッテリ充電量が所定のモード切替充電量以下まで低下したら、内燃機関を始動させて内燃機関及び第２回転電機の一方又は双方の動力を駆動対象に伝達する第２運転モードに切り替え、第１運転モード中にバッテリ充電量がモード切替充電量よりも大きい暖機開始充電量以下まで低下したら、発熱体に対して触媒を所定温度まで昇温させるために必要な電力量の電力供給を開始して、第２運転モードに切り替わる前に触媒装置を暖機し、第１運転モードの運転履歴に基づいて、発熱体に前記電力量を供給し終えたときのバッテリ充電量がモード切替充電量に近づくように、暖機開始充電量の値を学習するように構成されている。

本発明のこの態様によれば、第１運転モードの運転履歴に基づいて、発熱体に対して触媒を所定温度まで昇温させるために必要な電力量を供給し終えたときのバッテリ充電量が、モード切替充電量に近づくように暖機開始充電量の値を学習するので、各ドライバの運転パターンに応じた適当な時期に触媒装置の暖機を開始することができる。

図１は、車両に搭載された本発明の第１実施形態によるハイブリッドシステム及びハイブリッドシステムを制御する電子制御ユニットの概略構成図である。 図２は、ハイブリッドシステムの運転モード切替制御について説明するフローチャートである。 図３は、ハイブリッドシステムの運転モード切替制御の動作について説明するタイムチャートである。 図４は、本発明の第１実施形態による暖機開始充電量の学習制御について説明するフローチャートである。 図５は、目標通電時間算出処理について説明するフローチャートである。 図６は、冷却水温に基づいて目標供給電力量を算出するためのテーブルである。 図７は、本発明の第１実施形態による学習処理について説明するフローチャートである。 図８は、本発明の第１実施形態による暖機処理について説明するフローチャートである。 図９は、本発明の第１実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。 図１０は、本発明の第２実施形態による暖機開始充電量の学習制御について説明するフローチャートである。 図１１は、本発明の第２実施形態による暖機処理について説明するフローチャートである。 図１２は、本発明の第２実施形態による学習処理について説明するフローチャートである。 図１３は、導電性担体に対して目標供給電力量を供給することができた場合の本発明の第２実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。 図１４は、導電性担体に対して目標供給電力量を供給することができなかった場合の本発明の第２実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。 図１５は、本発明の第３実施形態による暖機開始充電量の学習制御について説明するフローチャートである。 図１６は、本発明の第３実施形態による学習処理について説明するフローチャートである。 図１７は、導電性担体に対して目標供給電力量を供給することができた場合の本発明の第３実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

（第１実施形態）
図１は、車両に搭載された本発明の第１実施形態によるハイブリッドシステム１００及びハイブリッドシステム１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。

ハイブリッドシステム１００は、内燃機関１０と、動力分割機構２０と、第１回転電機３０と、第２回転電機４０と、バッテリ５０と、昇圧コンバータ６０と、第１インバータ７０と、第２インバータ８０と、を備え、内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を駆動対象に伝達する。本実施形態によるハイブリッドシステム１００は、内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を、最終減速装置１を介して車輪駆動軸２に伝達することができるように構成されている。

内燃機関１０は、機関本体１１に形成された各気筒１２内で燃料を燃焼させて、クランクシャフトに連結された出力軸１３を回転させるための動力を発生させる。本実施形態による内燃機関１０はガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンにすることもできる。各気筒１２から排気通路１４に排出された排気は、排気通路１４を流れて大気中に排出される。排気通路１４には、排気中の有害物質を浄化するための電気加熱式の触媒装置（ＥＨＣ；Electrical Heated Catalyst）１５が設けられる。

電気加熱式の触媒装置１５は、触媒を表面に担持させたハニカム型の導電性担体１５１と、導電性担体１５１に電圧を印加するための一対の電極１５２と、導電性担体１５１に印加する電圧を調整する電圧調整回路１５３と、を備える。

導電性担体１５１は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）や二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）などの通電されることにより発熱する材料によって形成された担体である。導電性担体１５１は、筐体１５０に対して電気的に絶縁された状態で筐体１５０内に設けられる。本実施形態では導電性担体１５１の表面に三元触媒を担持させているが、導電性担体１５１の表面に担持させる触媒の種類は特に限られるものではなく、種々の触媒の中から所望の排気浄化性能を得るために必要な触媒を適宜選択して導電性担体１５１に担持させることができる。

導電性担体１５１の下流には、導電性担体１５１の温度（以下「触媒床温」という。）を検出するための温度センサ２１１が設けられている。

一対の電極１５２は、それぞれ筐体１５０に対して電気的に絶縁された状態で導電性担体１５１に電気的に接続されると共に、電圧調整回路１５３を介してバッテリ５０に接続される。一対の電極１５２を介して導電性担体１５１に電圧を印加して導電性担体１５１に電力を供給することで、導電性担体１５１に電流が流れて導電性担体１５１が発熱し、導電性担体１５１に担持された触媒が加熱される。一対の電極１５２によって導電性担体１５１に印加する電圧は、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路１５３を制御することで調整可能であり、例えばバッテリ５０の電圧をそのまま印加することも、バッテリ５０の電圧を任意の電圧まで降圧させて印加することも可能である。

動力分割機構２０は、内燃機関１０の動力を、車輪駆動軸２を回転させるための動力と、第１回転電機３０を回生駆動させるための動力と、の２系統に分割するための遊星歯車であって、サンギヤ２１と、リングギヤ２２と、ピニオンギヤ２３と、プラネタリキャリア２４と、を備える。

サンギヤ２１は外歯歯車であり、動力分割機構２０の中央に配置される。サンギヤ２１は、第１回転電機３０の回転軸３３と連結されている。

リングギヤ２２は内歯歯車であり、サンギヤ２１と同心円上となるように、サンギヤ２１の周囲に配置される。リングギヤ２２は、第２回転電機４０の回転軸３３と連結される。また、リングギヤ２２には、車輪駆動軸２に対して最終減速装置１を介してリングギヤ２２の回転を伝達するためのドライブギヤ３が一体化されて取り付けられている。

ピニオンギヤ２３は外歯歯車であり、サンギヤ２１及びリングギヤ２２と噛み合うように、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に複数個配置される。

プラネタリキャリア２４は、内燃機関１０の出力軸１３に連結されており、出力軸１３を中心にして回転する。またプラネタリキャリア２４は、プラネタリキャリア２４が回転したときに、各ピニオンギヤ２３が個々に回転（自転）しながらサンギヤ２１の周囲を回転（公転）することができるように、各ピニオンギヤ２３にも連結されている。

第１回転電機３０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、サンギヤ２１に連結された回転軸３３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ３１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ３２と、を備える。第１回転電機３０は、バッテリ５０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、内燃機関１０の動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

本実施形態では、第１回転電機３０は主に発電機として使用される。そして、内燃機関１０の始動時に出力軸１３を回転させてクランキングを行うときに電動機として使用され、スタートとしての役割を果たす。

第２回転電機４０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、リングギヤ２２に連結された回転軸４３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ４１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ４２と、を備える。第２回転電機４０は、バッテリ５０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、車両の減速時などに車輪駆動軸２からの動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

バッテリ５０は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。本実施形態では、バッテリ５０として、定格電圧が２００Ｖ程度のリチウムイオン二次電池を使用している。バッテリ５０は、バッテリ５０の充電電力を第１回転電機３０及び第２回転電機４０に供給してそれらを力行駆動することができるように、また、第１回転電機３０及び第２回転電機４０の発電電力をバッテリ５０に充電できるように、昇圧コンバータ６０等を介して第１回転電機３０及び第２回転電機４０に電気的に接続される。またバッテリ５０は、バッテリ５０の充電電力を導電性担体１５１に供給して導電性担体１５１を加熱することができるように、電圧調整回路１５３及び一対の電極１５２を介して導電性担体１５１にも電気的に接続される。

さらにバッテリ５０は、例えば家庭用コンセントなどの外部電源からの充電が可能なように、充電制御回路５１及び充電リッド５２を介して外部電源と電気的に接続可能に構成されている。充電制御回路５１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換し、入力電圧をバッテリ電圧まで昇圧して外部電源の電力をバッテリ５０に充電することが可能な電気回路である。

昇圧コンバータ６０は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。昇圧コンバータ６０の一次側端子はバッテリ５０の出力端子に接続され、二次側端子は第１インバータ７０及び第２インバータ８０の直流側端子に接続される。

第１インバータ７０及び第２インバータ８０は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流（本実施形態では三相交流電流）に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。第１インバータ７０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第１インバータ７０の交流側端子は第１回転電機３０の入出力端子に接続される。第２インバータ８０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第２インバータ８０の交流側端子は第２回転電機４０の入出力端子に接続される。

電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。

入力ポート２０５には、前述した温度センサ２１１や、バッテリ充電量ＳＯＣを検出するためのＳＯＣセンサ２１２、機関本体１１を冷却するための冷却水の温度（以下「冷却水温」という。）を検出するための水温センサ２１３などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、アクセルペダル２２０の踏み込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１４の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度Ｎなどを算出するための信号として、機関本体１１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１５の出力信号が入力される。さらに入力ポート２０５には、ハイブリッドシステム１００の起動及び停止を判断するためのスタートスイッチ２１６からの出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、ハイブリッドシステム１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。

出力ポート２０６には、対応する駆動回路２０８を介して機関本体１１の点火プラグや触媒装置１５の電圧調整回路１５３、充電制御回路５１、昇圧コンバータ６０、第１インバータ７０、第２インバータ８０などの各制御部品が電気的に接続される。

電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を駆動してハイブリッドシステム１００を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力する。

以下、電子制御ユニット２００が実施するハイブリッドシステム１００の制御について説明する。

図２は、ハイブリッドシステム１００の運転モード切替制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、ハイブリッドシステム１００の運転が行われるトリップ中（スタートスイッチ２１６がＯＮされてからＯＦＦされるまでの間）にこのルーチンを所定の演算周期ごとに繰り返し実行する。

ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、運転モードが既に設定済みか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、運転モードが未設定であればステップＳ２の処理に進み、運転モードが設定済みであればステップＳ５の処理に進む。なお運転モードは、ハイブリッドシステム１００の停止時に未設定の状態に戻され、ハイブリッドシステム１００の起動時は未設定の状態となっている。

ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが所定のモード切替充電量（例えば満充電量の２５％）ＳＯＣ_３よりも大きいか否かを判定する。モード切替充電量ＳＯＣ_３は、運転モードを切り替えるために設定されたバッテリ充電量の閾値である。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３よりも大きければステップＳ３の処理に進み、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３以下であればステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、運転モードを、バッテリ５０の充電電力による電力走行を優先的に行うＣＤ（Charge Depleting；充電消耗）モードに設定する。

ＣＤモードでは、電子制御ユニット２００は基本的に内燃機関１０を停止させた状態でバッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動させ、第２回転電機４０の動力のみにより車輪駆動軸２を回転させる。そして例外的に、所定の内燃機関１０始動条件が成立したときには内燃機関１０を始動させ、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力で車輪駆動軸２を回転させる。

このようにＣＤモードは、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両を走行させる運転モードである。

なお、ＣＤモード中における内燃機関１０の始動条件は、車両の走行性能確保や部品保護の観点から設定されるもので、例えば車速が所定車速（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上となったときやアクセルペダル踏み込みによる急加速要求があったとき、バッテリ５０温度が所定温度（例えば−１０℃）以下のときなどが挙げられる。

ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、運転モードを、内燃機関１０を運転してハイブリッド走行を行うＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードに設定する。

ＣＳモードでは、電子制御ユニット２００は、内燃機関１０の動力を動力分割機構２０によって２系統に分割し、分割した内燃機関１０の一方の動力を車輪駆動軸２に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機３０を回生駆動する。そして、基本的に第１回転電機３０の発電電力によって第２回転電機４０を力行駆動し、内燃機関１０の一方の動力に加えて第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達する。例外的に、例えばアクセルペダル踏み込みによる急加速要求があったときなどは、車両の走行性能確保のために第１回転電機３０の発電電力とバッテリ５０の充電電力によって第２回転電機４０を力行駆動し、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力を車輪駆動軸２に伝達する。

このようにＣＳモードは、内燃機関１０を運転させると共に第１回転電機３０の発電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方（又は一方）の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両を走行させる運転モードである。

ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、運転モードがＣＳモードか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、運転モードがＣＳモードではなくＣＤモードであればステップＳ２の処理に進み、運転モードがＣＳモードであれば今回の処理を終了する。このように、バッテリ充電量ＳＯＣがいったんモード切替充電量ＳＯＣ_３以下まで低下した後は、電子制御ユニット２００は運転モードをＣＳモードに維持する。

図３は、ハイブリッドシステム１００の運転モード切替制御の動作について説明するタイムチャートである。このタイムチャートでは、スタートスイッチ２１６がＯＦＦにされている間に外部電源の電力による充電（プラグイン充電）が行われ、バッテリ充電量ＳＯＣが満充電量ＳＯＣ_ＦＵＬＬになっているものとする。

時刻ｔ１で、スターチスイッチがＯＮにされると、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣに基づいて運転モードの設定を行う。時刻ｔ１におけるバッテリ充電量ＳＯＣは満充電量ＳＯＣ_ＦＵＬＬであり、モード切替充電量ＳＯＣ_３よりも大きいので、電子制御ユニット２００は、運転モードをＣＤモードに設定する。ＣＤモード中は、電子制御ユニット２００は、ドライバの要求トルクに基づいて、バッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動し、基本的に第２回転電機４０の動力のみで車両を走行させる。その結果、ＣＤモード中は徐々にバッテリ充電量ＳＯＣが低下していく。

時刻ｔ２で、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３まで低下すると、電子制御ユニット２００は、内燃機関１０を始動させて運転モードをＣＳモードに切り替え、それ以降は運転モードをＣＳモードに維持する。ＣＳモード中は、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量が所定範囲に収まるように、バッテリ５０の充電電力を温存しながら内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力で車両を走行させる。

このように本実施形態では、基本的に運転モードがＣＤモードからＣＳモードに切り替わったときに内燃機関１０が始動されることになる。

触媒装置１５が所望の排気浄化性能を発揮するには、導電性担体１５１に担持させた触媒を所定温度まで昇温させて、触媒を活性させる必要がある。そのため、機関始動後の排気エミッションの悪化を抑制するには、ＣＤモード中に導電性担体１５１に対する電力供給を開始して触媒装置１５を暖機し、ＣＳモードに切り替わる前に触媒装置１５の暖機を完了させておくことが望ましい。

ＣＤモード中に導電性担体１５１に対する電力供給を開始して触媒装置１５を暖機する方法としては、導電性担体１５１に対する電力供給を開始するバッテリ充電量、すなわち触媒装置１５の暖機を開始するバッテリ充電量（以下「暖機開始充電量」という。）ＳＯＣ_２を設定し、ＣＤモード中にバッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ_２まで低下したら、導電性担体１５１に対する電力供給を開始して触媒装置１５を暖機することが考えられる。暖機開始充電量ＳＯＣ_２は、満充電量ＳＯＣ_ＦＵＬＬよりも小さく、モード切替充電量ＳＯＣ_３よりも大きい値に設定される。

ここで、車両を運転する各ドライバがＣＤモード中に要求するトルクはそれぞれ異なるため、ＣＤモード中に第２回転電機４０を力行駆動するため（車両を走行させるため）に消費される単位時間当たりのバッテリ５０の電力量は、車両を運転する各ドライバによって異なる。すなわち、車両を運転する各ドライバによって、ＣＤモード中のバッテリ充電量ＳＯＣの減少割合（傾き）が異なってくる。

ＣＤモード中のバッテリ充電量ＳＯＣの減少割合が大きいと、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ_２からモード切替充電量ＳＯＣ_３に低下するまでの時間も短くなってしまうので、導電性担体１５１に対して触媒を活性させるために必要な電力を供給しきる前にＣＳモードに切り替わるおそれがある。すなわち、触媒装置１５の暖機が完了する前に、内燃機関１０を始動させなければならなくなるおそれがある。

このように、ＣＤモード中のバッテリ充電量ＳＯＣの減少割合は車両を運転する各ドライバによって異なるため、ＣＳモードに切り替わる前に確実に触媒装置１５の暖機を完了させるためには、暖機開始充電量ＳＯＣ_２をある程度余裕を持たせた比較的に大きい値に設定し、暖機開始充電量ＳＯＣ_２とモード切替充電量ＳＯＣ_３との差分をある程度大きくしておく必要がある。

しかしながら、暖機開始充電量ＳＯＣ_２を大きくし過ぎると、導電性担体１５１に対する電力供給の開始時期が早くなり過ぎ、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替わるまでの時間が長くなる。そのため、例えば触媒装置１５の暖機完了と同時に導電性担体１５１への電力供給を停止すると、ＣＳモードに切り替わるまでの間に触媒温度が低下してしまい、ＣＳモードに切り替わって内燃機関１０を始動したときに所望の排気浄化性能が得られなくおそれがある。また、このような触媒温度の低下を防止するために、触媒装置１５の暖機完了後も導電性担体１５１への電力供給を連続的又は断続的に継続すると、その分ＣＤモードで走行できる期間が減少してしまうので、燃費が悪化してしまう。

そこで本実施形態では、ＣＤモード中の運転履歴に基づいて暖機開始充電量ＳＯＣ_２を随時学習、更新し、各ドライバの運転パターンに応じた最適な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始できるようにした。以下、この本実施形態による暖機開始充電量ＳＯＣ_２の学習制御について説明する。

図４は、本実施形態による暖機開始充電量ＳＯＣ_２の学習制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、トリップ中にこのルーチンを所定の演算周期ごとに繰り返し実行する。

ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、運転モードがＣＤモードか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、運転モードがＣＤモードであればステップＳ２０に進み、運転モードがＣＳモードであれば今回の処理を終了する。

ステップＳ２０において、電子制御ユニット２００は、触媒床温を目標温度（例えば５００℃）まで昇温させるために必要な時間、すなわち導電性担体１５１に対する通電時間（電力供給を行う時間）の目標値（以下「目標通電時間」という。）Δｔ_ＥＨＣを算出するための目標通電時間算出処理を実施する。以下、図５を参照して目標通電時間算出処理の詳細について説明する。

図５は、目標通電時間算出処理について説明するフローチャートである。

ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、ＣＤモード中の触媒床温と相関関係にあるパラメータに基づいて、触媒床温を目標温度（５００℃）まで昇温させるために導電性担体１５１に供給する必要のある電力量（以下「目標供給電力量」という。）ΔＳＯＣ_ＥＨＣを算出する。ＣＤモード中は、通常、内燃機関１０は停止された状態なので、ＣＤモード中の触媒床温と相関関係にあるパラメータとしては、例えば機関本体１１の冷却水温のほか外気温などが挙げられる。本実施形態では、電子制御ユニット２００は図６のテーブルを参照し、冷却水温に基づいて目標供給電力量を算出している。

ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣに基づいて、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを算出する。本実施形態では、導電性担体１５１に対する印加電圧を一定値として導電性担体１５１に対する単位時間当たりの供給電力量（以下「単位供給電力量」という。）を一定としているので、電子制御ユニット２００は、目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを単位供給電力量で除算して目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを算出している。

なお、例えば目標通電時間を一定値として導電性担体１５１に対する印加電圧を制御することで、導電性担体１５１に目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給するように変更することも可能であり、また、目標通電時間及び導電性担体１５１に対する印加電圧のそれぞれを一定値とし、予め決まった電力量を導電性担体１５１に供給するように変更することも可能である。これらの場合は、この目標通電時間処理を省くことができる。

図４に戻り、ステップＳ３０において、電子制御ユニット２００は、ＣＤモード中の運転履歴に基づいて、暖機開始充電量ＳＯＣ_２を学習する学習処理を実施する。以下、図７を参照して本実施形態による学習処理の詳細について説明する。

図７は、本実施形態による学習処理について説明するフローチャートである。本実施形態による学習処理は、今回のトリップにおけるＣＤモード中の運転履歴に基づいて、今回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を随時学習するものである。

ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、今回のトリップにおける車両始動時（システム始動時）から現時点までのＣＤモード中の運転履歴に基づいて、導電性担体１５１に対する電力供給中に第２回転電機４０を力行駆動するために使用（消費）されるバッテリ５０の電力量の推定値（以下「推定消費電力量」という）ΔＳＯＣ_ＥＶを算出する。

電子制御ユニット２００は、具体的には、車両始動時のバッテリ充電量（以下「初期充電量」という。）ＳＯＣ_１、現時点のバッテリ充電量ＳＯＣ_ｎｏｗ、車両始動時から現時点までの経過時間Δｔ_ｎｏｗ、及び、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣに基づいて、以下の（１）式によって推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶを算出する。

（１）式に示す通り、本実施形態における推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶは、今回のトリップにおける車両始動時から現時点までのＣＤモード中に第２回転電機４０を力行駆動するために使用されたバッテリ５０の電力量の時間平均値に、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを乗じたものである。換言すれば、本実施形態における推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶは、今回のトリップにおける車両始動時から現時点までのＣＤモード中のバッテリ充電量の変化割合（傾き）に、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを乗じたものである。このように本実施形態では、ＣＤモード中の運転履歴を示すものとして、車両始動時から現時点までのＣＤモード中のバッテリ充電量の変化割合を用いている。

ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、以下の（２）式に基づいて、導電性担体１５１に目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量（以下「電力供給完了時のバッテリ充電量」という。）ＳＯＣ_４が、モード切替充電量ＳＯＣ_３に一致すると予想される暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、暖機開始充電量ＳＯＣ_２をその学習した値に更新する。

（２）式に示す通り、本実施形態では、モード切替充電量ＳＯＣ_３に、目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣと推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶとの総和を加えた値を、暖機開始充電量ＳＯＣ_２としている。目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣと推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶとの総和は、換言すれば、車両始動時から現時点までのＣＤモード中の運転履歴から予想される、導電性担体１５１に対する電力供給中に消費されるバッテリ５０の電力量である。

これにより、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ_２まで低下したときに導電性担体１５１に対する電力供給を開始すれば、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４を、モード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替わるまでの間隔を短くすることができる。

ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがステップＳ３２で更新された暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下か否かを判定する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下であれば、触媒装置１５を暖機するためにステップＳ４０の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ_２よりも大きければステップＳ３１に戻る。

再び図４に戻り、ステップＳ４０において、電子制御ユニット２００は、触媒装置１５に対する暖機処理を実施する。以下、図８を参照して本実施形態による暖機処理の詳細について説明する。

図８は、本実施形態による暖機処理について説明するフローチャートである。

ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対する電力供給を実施する。

ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対して電力供給を開始してからの経過時間（以下「通電時間」という。）が、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣ以上であれば、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたと判定してステップＳ４３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、通電時間が目標通電時間Δｔ_ＥＨＣ未満であればステップＳ４４の処理に進む。

ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対する電力供給を停止する。

ステップＳ４４において、電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終える前に、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３以下まで低下してしまったか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３以下まで低下していなければ、ステップＳ４１の処理に戻って導電性担体１５１に対する電力供給を継続する。

一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３以下まで低下していれば、ステップＳ４３の処理に進み、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終える前であっても導電性担体１５１に対する電力供給を停止させる。これは、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３まで低下した後も導電性担体１５１に対する電力供給を継続すると、バッテリ充電量ＳＯＣが低下し過ぎるおそれがあるためである。この場合、触媒装置１５の暖機が完了する前に内燃機関１０が始動されることになるので、排気エミッションの悪化を抑制するために、電子制御ユニット２００は点火時期の遅角等を行って排気温度を上昇させ、触媒装置１５の暖機を促進させる。

図９は、本実施形態による暖機開始充電量ＳＯＣ_２の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。

時刻ｔ１１でスタートスイッチ２１６がＯＮにされ、ＣＤモードでの運転が開始されると、車両を走行させるためにバッテリ５０の充電電力が消費され、バッテリ充電量ＳＯＣが初期充電量ＳＯＣ_１から徐々に低下していく。

そして本実施形態では、このＣＤモードでの運転中に、車両始動時から現時点までの運転履歴に基づいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４がモード切替充電量ＳＯＣ_３に一致すると予想される暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値が随時学習、更新される。

具体的には、車両始動時から現時点までのＣＤモード中に車両を走行させるために使用されたバッテリ５０の電力量の時間平均値（＝バッテリ充電量ＳＯＣの変化割合）に、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを乗じることで、導電性担体１５１に対する電力供給中に第２回転電機４０を力行駆動するために使用されるバッテリ５０の電力量（推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶ）を推定する。そして、モード切替充電量ＳＯＣ_３に、目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣと推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶとの総和、すなわち導電性担体１５１に対する電力供給中に消費されると予想されるバッテリ５０の電力量を加えた値が、暖機開始充電量ＳＯＣ_２とされる。

このようにして、例えば時刻ｔ１２では、暖機開始充電量ＳＯＣ_２が車両始動時から時刻ｔ１２までのＣＤモード中の運転履歴に基づいて学習、更新された値に設定され、時刻ｔ１３では、暖機開始充電量ＳＯＣ_２が車両始動時から時刻ｔ１３までのＣＤモード中の運転履歴に基づいて学習、更新された値に設定される。図９に示すように、車両始動時から時刻ｔ１２までのバッテリ充電量ＳＯＣの変化割合（減少傾き）は、車両始動時から時刻ｔ１３までのバッテリ充電量ＳＯＣの変化割合（減少傾き）よりも小さいので、時刻ｔ１２で学習された暖機開始充電量ＳＯＣ_２の方が、時刻ｔ１３で学習された暖機開始充電量ＳＯＣ_２よりも小さくなる。

そして時刻ｔ１４で、バッテリ充電量ＳＯＣが、車両始動時から時刻ｔ１４までのＣＤモード中の運転履歴に基づいて学習、更新された暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下になると、導電性担体１５１に対する電力供給が開始される。

これにより、時刻ｔ１５で導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量ＳＯＣを、モード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

なお本実施形態では、ＣＤモードでの運転中に、車両始動時から現時点までの運転履歴に基づいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４がモード切替充電量ＳＯＣ_３に一致すると予想される暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を随時学習していたが、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３とを必ずしも一致させる必要はない。すなわち、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に近づけて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３との差が所定範囲内（触媒の活性が維持できる範囲内）に収まるように、暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を随時学習するようになっていれば良い。

以上説明した本実施形態によるハイブリッドシステム１００は、内燃機関１０と、外部電源からの充電が可能なバッテリ５０と、内燃機関１０の排気経路に設けられ、バッテリ５０から供給される電力で発熱する導電性担体１５１（発熱体）と当該導電性担体１５１を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置１５と、内燃機関１０の動力の一部により回生駆動される第１回転電機３０と、バッテリ５０の充電電力及び第１回転電機３０の発電電力の一方又は双方の電力により力行駆動される第２回転電機４０と、を備え、内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を車輪駆動軸２（駆動対象）に伝達可能に構成されている。

そして、ハイブリッドシステム１００を制御する電子制御ユニット２００（制御装置）が、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも当該第２回転電機４０の動力を駆動対象に伝達するＣＤモード（第１運転モード）中にバッテリ充電量ＳＯＣが所定のモード切替充電量ＳＯＣ_３以下まで低下したら、内燃機関１０を始動させて内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を駆動対象に伝達するＣＳモード（第２運転モード）に切り替え、ＣＤモード中にバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３よりも大きい暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下まで低下したら、導電性担体１５１に対して触媒を所定温度まで昇温させるために必要な電力量（目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣ）の電力供給を開始してＣＳモードに切り替わる前に触媒装置１５を暖機し、ＣＤモードの運転履歴に基づいて、導電性担体１５１に目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３に近づくように、暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習するように構成されている。

そのため、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができ、各ドライバの運転パターンに応じた適当な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始できる。したがって、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間に触媒温度が低下するのを抑制でき、ＣＳモードに切り替わって内燃機関１０を始動したときに所望の排気浄化性能を得ることができる。また、触媒温度の低下を防止するために、触媒装置１５の暖機完了後に導電性担体１５１への電力供給を連続的又は断続的に継続する必要もないので、ＣＤモードでの運転期間を延ばして燃費の悪化を抑制することができる。

特に本実施形態による電子制御ユニット２００は、ＣＤモードの運転履歴に基づいて、導電性担体１５１に目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量ＳＯＣとモード切替充電量ＳＯＣ_３とが一致する暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習するように構成されているので、各ドライバの運転パターンに応じた最適な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始できる。そのため、ＣＤモードでの運転期間をより延ばすことができ、燃費の悪化を効果的に抑制することができる。

また本実施形態による電子制御ユニット２００は、ＣＤモードの運転履歴として、ＣＤモードで運転を開始してからのバッテリ充電量ＳＯＣの変化割合を用い、ＣＤモードで運転を開始してからのバッテリ充電量ＳＯＣの変化割合に基づいて暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を随時学習し、第１運転モード中にバッテリ充電量ＳＯＣが学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下になったら導電性担体１５１に対する電力供給を開始するように構成されている。

このように、ＣＤモードの運転履歴として、ＣＤモードで運転を開始してから現時点までのバッテリ充電量ＳＯＣの変化割合を用いることで、当該バッテリ充電量ＳＯＣの変化割合に基づいて今回のトリップにおけるＣＤモード中の暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を随時学習することができる。そのため、学習結果を今回のトリップにおいて反映させることができる。したがって、ドライバの運転パターンが前回のトリップと異なるものであっても、今回の運転パターンに応じた最適な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始できる。

（第２実施形態）
次に、図１０から図１４を参照して本発明の第２実施形態による暖機開始充電量ＳＯＣ_２の学習制御について説明する。なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。

図１０は、本発明の第２実施形態による暖機開始充電量ＳＯＣ_２の学習制御について説明するフローチャートである。ステップＳ１０及びステップＳ２０では、前述した第１実施形態と同様の処理が行われるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ５０において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが、予め設定された暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下になったか否かを判定する。このステップＳ１１における予め設定された暖機開始充電量ＳＯＣ_２は、前回のトリップで学習された暖機開始充電量ＳＯＣ_２であり、この点については後述する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下であれば、触媒装置１５を暖機するためにステップＳ６０の処理に進む。

ステップＳ６０において、電子制御ユニット２００は、本実施形態による暖機処理を実施する。以下、図１１を参照して本実施形態による暖機処理の詳細について説明する。

図１１は、本実施形態による暖機処理について説明するフローチャートである。ステップＳ４１からステップＳ４４では、前述した第１実施形態の同様の処理が行われるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ６１において、電子制御ユニット２００は、フラグＦを１に設定する。フラグＦは、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終える前に電力供給を停止したときに１に設定されるフラグであり、初期値は０に設定される。

図１０に戻り、ステップＳ７０において、電子制御ユニット２００は、本実施形態による学習処理を実施する。以下、図１２を参照して本実施形態による学習処理の詳細について説明する。

図１２は、本実施形態による学習処理について説明するフローチャートである。本実施形態による学習処理は、今回のトリップにおけるＣＤモード中の運転履歴に基づいて暖機開始充電量を学習し、その学習結果を次回のトリップに反映させるものである。

ステップＳ７１において、電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができたか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、フラグＦが０に設定されていれば、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができたと判定してステップＳ７２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、フラグＦが１に設定されていれば、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができなかったと判定してステップＳ７４の処理に進む。

ステップＳ７２において、電子制御ユニット２００は、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４と、モード切替充電量ＳＯＣ_３と、の差分ΔＳＯＣ_ＰＬＵＳを算出する。

ステップＳ７３において、電子制御ユニット２００は、以下の（３）式によって、次回のトリップで用いる暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、暖機開始充電量ＳＯＣ_２をその学習した値に更新する。

このように、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができた場合、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４は、少なくともモード切替充電量ＳＯＣ_３以上となる。そこで本実施形態では、（３）式に示す通り、今回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２から、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３との差分ΔＳＯＣ_ＰＬＵＳを減算した値を、次回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２とする。

すなわち本実施形態では、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができた場合は、ＣＤモード中の運転履歴を示すものとして、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３との差分ΔＳＯＣ_ＰＬＵＳを用い、差分ΔＳＯＣ_ＰＬＵＳに基づいて次回のトリップで用いる暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習している。

これにより、今回のトリップで生じた電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３とのズレを、次回のトリップでは無くすことができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。

ステップＳ７４において、電子制御ユニット２００は、導電性担体１５１に対する電力供給を開始してから停止するまでのＣＤモード中の運転履歴に基づいて、今回のトリップにおいて導電性担体１５１に供給できなかった電力量（以下「不足電力量」という）ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}を算出する。不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}は、換言すれば目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣと、導電性担体１５１に実際に供給した電力量と、の差分である。

電子制御ユニット２００は、具体的には、暖機開始充電量ＳＯＣ_２、モード切替充電量ＳＯＣ_３、導電性担体１５１に対する実際の通電時間Δｔ_２、及び、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣに基づいて、以下の（４）式によって、不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}を算出する。

ステップＳ７５において、電子制御ユニット２００は、以下の（５）式によって、次回のトリップで用いる暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、暖機開始充電量ＳＯＣ_２をその学習した値に更新する。

（５）式に示す通り、本実施形態では導電性担体１５１に対して目標供給電力量を供給することができなかった場合は、今回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２に、不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}を加算した値を、次回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２とする。

すなわち、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することがでなかった場合は、ＣＤモード中の運転履歴を示すものとして、導電性担体１５１に対する電力供給を開始してから停止するまでのバッテリ充電量の変化割合を用い、当該バッテリ充電量の変化割合に基づいて、不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}を算出し、不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}に基づいて、次回運転時の暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習している。

これにより、今回のトリップにおいて導電性担体１５１に供給できなかった電力量（不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}）を、次回のトリップでは導電性担体１５１に供給することができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。

ステップＳ７６において、電子制御ユニット２００は、フラグＦを０に戻す。

図１３は、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができた場合の本実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。

図１３に示すように、今回のトリップにおいて時刻ｔ２１でスタートスイッチ２１６がＯＮにされ、ＣＤモードでの走行が開始されると、車両を走行させるためにバッテリ５０の充電電力が消費され、バッテリ充電量ＳＯＣが初期充電量ＳＯＣ_１から徐々に低下していく。

時刻ｔ２２で、バッテリ充電量ＳＯＣが今回のトリップで設定されている暖機開始充電量ＳＯＣ_２まで低下すると、導電性担体１５１に対する電力供給が開始される。そして、時刻ｔ２４で通電時間が目標通電時間Δｔ_ＥＨＣに達すると、導電性担体１５１に対する電力供給が停止され、時刻ｔ２５でバッテリ充電量ＳＯＣ_１がモード切替充電量ＳＯＣ_３まで低下すると、内燃機関１０が始動されてＣＳモードでの走行が開始される。

そして本実施形態では、このように導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができた場合は、今回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２から、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３との差分を減算した値を、次回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２とする。

これにより、図１３に示すように、次回のトリップでは、時刻ｔ２２よりも遅い時刻ｔ２３から導電性担体１５１に対する電力供給が開始され、今回のトリップで生じた電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３とのズレを、次回のトリップでは無くすことができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

図１４は、導電性担体１５１に対して目標供給電力量を供給し終える前に電力供給を停止した場合の本実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。

図１４に示すように、今回のトリップにおいて時刻ｔ３１でスタートスイッチ２１６がＯＮにされ、ＣＤモードでの走行が開始されると、車両を走行させるためにバッテリ５０の充電電力が消費され、バッテリ充電量ＳＯＣが初期充電量ＳＯＣ_１から徐々に低下していく。

時刻ｔ３３で、バッテリ充電量ＳＯＣが今回のトリップで設定されている暖機開始充電量ＳＯＣ_２まで低下すると、導電性担体１５１に対する電力供給が開始される。そして、時刻ｔ３５で、通電時間が目標通電時間Δｔ_ＥＨＣに達する前、すなわち導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終える前に、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３まで低下すると、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終える前であっても導電性担体１５１に対する電力が停止され、内燃機関１０が始動されてＣＳモードでの走行が開始される。

そして本実施形態では、このように導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができなかった場合は、今回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２に、今回のトリップにおいて導電性担体１５１に供給できなかった電力量（不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}）を加算した値を、次回のトリップにおける暖機開始充電量ＳＯＣ_２とする。

これにより、図１４に示すように、次回のトリップでは、時刻ｔ３３よりも早い時刻ｔ３２から導電性担体１５１に対する電力供給が開始され、今回のトリップにおいて導電性担体１５１に供給できなかった電力量（不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}）を、次回のトリップでは導電性担体１５１に供給することができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

以上説明した本実施形態による電子制御ユニット２００は、ＣＳモード（第２運転モード）に切り替わる前に、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを全て供給することができた場合は、ＣＤモード（第１運転モード）の運転履歴として、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量（電力供給完了時のバッテリ充電量）ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３との差分ΔＳＯＣ_ＰＬＵＳを用いる。そして、差分ΔＳＯＣ_ＰＬＵＳに基づいて次回運転時の暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、次回運転時のＣＤモード中に、バッテリ充電量ＳＯＣが学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下になったら導電性担体１５１に対する電力供給を開始するように構成されている。

そのため、今回のトリップで生じた電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３とのズレを、次回のトリップでは無くすことができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、各ドライバの運転パターンに応じた最適な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始でき、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

また、ＣＳモード（第２運転モード）に切り替わったときに、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを全て供給することができていなかった場合は、導電性担体１５１に対する電力供給を停止すると共に、ＣＤモード（第１運転モード）の運転履歴として導電性担体１５１に対して電力供給を開始してから停止するまでのバッテリ充電量の変化割合を用いる。そして、当該バッテリ充電量の変化割合に基づいて、導電性担体１５１に対して供給できなかった不足分の電力量（不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}）を算出し、不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}に基づいて、次回運転時の暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習する。そして、次回運転時のＣＤモード中に、バッテリ充電量ＳＯＣが学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下になったら導電性担体１５１に対する電力供給を開始するように構成されている。

そのため、今回のトリップにおいて導電性担体１５１に供給できなかった電力量（不足電力量ΔＳＯＣ_{ＭＩＮＵＳ}）を、次回のトリップでは導電性担体１５１に供給することができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、各ドライバの運転パターンに応じた適当な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始でき、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

また、本実施形態では、暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値の学習を、１トリップの間で１度だけ行うことになるので、第１実施形態で比較して電子制御ユニット２００の演算負荷を抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、図１５から図１７を参照して本発明の第３実施形態による暖機開始充電量の学習制御について説明する。

図１５は、本発明の第３実施形態による暖機開始充電量の学習制御について説明するフローチャートである。ステップＳ１０及びステップＳ２０では、前述した第１実施形態と同様の処理が行われ、ステップＳ５０及びステップＳ６０では、前述した第２実施形態と同様の処理が行われるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ８０において、電子制御ユニット２００は、本実施形態による学習処理を実施する。以下、図１６を参照して本実施形態による学習処理の詳細について説明する。

図１６は、本実施形態による学習処理について説明するフローチャートである。本実施形態による学習処理は、第２実施形態と同様に今回のトリップにおけるＣＤモード中の運転履歴に基づいて暖機開始充電量を学習し、その学習結果を次回のトリップに反映させるものであるが、その学習方法が一部相違している。

ステップＳ７１、ステップＳ７４からステップＳ７６では、前述した第２実施形態と同様の処理が行われるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ８１において、電子制御ユニット２００は、今回のトリップにおける車両始動時から導電性担体１５１に対して電力供給を開始した時点までのＣＤモード中の運転履歴に基づいて、導電性担体１５１に対する電力供給中に第２回転電機４０を力行駆動するために使用（消費）されるバッテリ５０の電力量の推定値（推定消費電力量）ΔＳＯＣ_ＥＶを算出する。

電子制御ユニット２００は、具体的には、初期充電量ＳＯＣ１、今回のトリップの暖機開始充電量ＳＯＣ_２、車両始動時から導電性担体１５１に対する電力供給開始時までの経過時間Δｔ３、及び、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣに基づいて、以下の（６）式によって推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶを算出する。

（６）式に示す通り、本実施形態における推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶは、今回のトリップにおける車両始動時から導電性担体１５１に対して電力供給を開始した時点までのＣＤモード中に第２回転電機４０を力行駆動するために使用されたバッテリ５０の電力量の時間平均値に、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを乗じたものである。換言すれば、本実施形態における推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶは、今回のトリップにおける車両始動時から導電性担体１５１に対して電力供給を開始した時点までのバッテリ充電量の変化割合（傾き）に、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを乗じたものである。このように本実施形態では、ＣＤモード中の運転履歴を示すものとして、車両始動時からから導電性担体１５１に対して電力供給を開始した時点までのＣＤモード中のバッテリ充電量の変化割合を用いている。

ステップＳ８２において、電子制御ユニット２００は、以下の（７）式に基づいて、導電性担体１５１に目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量ＳＯＣが、モード切替充電量ＳＯＣ_３に一致すると予想される暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、暖機開始充電量ＳＯＣ_２をその学習した値に更新する。これにより、次回のトリップではこの今回のトリップで学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２に基づいて、導電性担体１５１に対する電力供給が開始される。

図１７は、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給することができた場合の本実施形態による暖機開始充電量の学習制御の動作について説明するタイムチャートである。

図１７に示すように、今回のトリップにおいて時刻ｔ４１でスタートスイッチ２１６がＯＮにされ、ＣＤモードでの走行が開始されると、車両を走行させるためにバッテリ５０の充電電力が消費され、バッテリ充電量ＳＯＣが初期充電量ＳＯＣ_１から徐々に低下していく。

時刻ｔ４２で、バッテリ充電量ＳＯＣが今回のトリップで設定されている暖機開始充電量ＳＯＣ_２まで低下すると、導電性担体１５１に対する電力供給が開始される。そして、時刻ｔ４４で通電時間が目標通電時間Δｔ_ＥＨＣに達すると、導電性担体１５１に対する電力供給が停止され、時刻ｔ４５でバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３まで低下すると、内燃機関１０が始動されてＣＳモードでの走行が開始される。

本実施形態では、ＣＤモードでの走行中に、車両始動時から導電性担体１５１に対する電力供給開始時期までの運転履歴に基づいて、導電性担体１５１に目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを供給し終えたときのバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_３に一致すると予想される暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、暖機開始充電量ＳＯＣ_２をその学習した値に更新する。

具体的には、車両始動時から導電性担体１５１に対する電力供給開始時期までのＣＤモード中に車両を走行させるために使用されたバッテリ５０の電力量の時間平均値（＝バッテリ充電量の変化割合）に、目標通電時間Δｔ_ＥＨＣを乗じることで、導電性担体１５１に対する電力供給中に第２回転電機４０を力行駆動するために使用されるバッテリ５０の電力量（推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶ）を推定する。そして、モード切替充電量ＳＯＣ３に、目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣと推定消費電力量ΔＳＯＣ_ＥＶとの総和、すなわち車両始動時から導電性担体１５１に対する電力供給を開始した時点までのＣＤモード中の運転履歴から導電性担体１５１に対する電力供給中に消費されると予想されるバッテリ５０の電力量を加えた値が、次回のトリップの暖機開始充電量ＳＯＣ_２とされる。

これにより、図１７に示すように、次回のトリップでは、時刻ｔ４２よりも遅い時刻ｔ４３から導電性担体１５１に対する電力供給が開始され、今回のトリップで生じた電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３とのズレを、次回のトリップでは無くすことができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

以上説明した本実施形態による電子制御ユニット２００は、ＣＳモード（第２運転モード）に切り替わる前に、導電性担体１５１に対して目標供給電力量ΔＳＯＣ_ＥＨＣを全て供給することができた場合は、ＣＤモード（第１運転モード）の運転履歴として、第１運転モードで運転を開始してから導電性担体１５１に対する電力供給を開始するまでのバッテリ充電量ＳＯＣの変化割合を用いる。そして、当該バッテリ充電量ＳＯＣの変化割合に基づいて次回運転時の暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を学習し、次回運転時のＣＤモード中に、バッテリ充電量ＳＯＣが今回学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２以下になったら導電性担体１５１に対する電力供給を開始する。

そのため、今回のトリップで生じた電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４とモード切替充電量ＳＯＣ_３とのズレを、次回のトリップでは無くすことができる。よって、次回のトリップにおいて、電力供給完了時のバッテリ充電量ＳＯＣ_４をモード切替充電量ＳＯＣ_３に略一致させることができる。そのため、各ドライバの運転パターンに応じた適当な時期に導電性担体１５１に対する電力供給を開始でき、触媒装置１５の暖機が完了してからＣＳモードに切り替えるまでの間隔を短くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば前述した第２及び第３実施形態では、今回のトリップで学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値を、次回のトリップの暖機開始充電量ＳＯＣ_２としていたが、過去のトリップで学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値と、今回のトリップで学習した暖機開始充電量ＳＯＣ_２の値と、の平均値を次回のトリップの暖機開始充電量ＳＯＣ_２としても良い。

１０ 内燃機関
１５ 電気加熱式の触媒装置
３０ 第１回転電機
４０ 第２回転電機
５０ バッテリ
１００ ハイブリッドシステム
１５１ 導電性担体（発熱体）
２００ 電子制御ユニット

Claims (9)

1. 内燃機関と、
   外部電源からの充電が可能なバッテリと、
   前記内燃機関の排気経路に設けられ、前記バッテリから供給される電力で発熱する発熱体と当該発熱体を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、
   前記内燃機関の動力の一部により回生駆動される第１回転電機と、
   前記バッテリの充電電力及び前記第１回転電機の発電電力の一方又は双方の電力により力行駆動される第２回転電機と、
   を備え、
   前記内燃機関及び前記第２回転電機の一方又は双方の動力を駆動対象に伝達可能なハイブリッドシステムを制御するハイブリッドシステムの制御装置であって、
   前記バッテリの充電電力を優先的に利用して前記第２回転電機を力行駆動させ、少なくとも当該第２回転電機の動力を前記駆動対象に伝達する第１運転モード中に、バッテリ充電量が所定のモード切替充電量以下まで低下したら、前記内燃機関を始動させて前記内燃機関及び前記第２回転電機の一方又は双方の動力を前記駆動対象に伝達する第２運転モードに切り替え、
   前記第１運転モード中にバッテリ充電量が前記モード切替充電量よりも大きい暖機開始充電量以下まで低下したら、前記発熱体に対して前記触媒を所定温度まで昇温させるために必要な電力量の電力供給を開始して、前記第２運転モードに切り替わる前に前記触媒装置の暖機を開始し、
   前記第１運転モードの運転履歴に基づいて、前記発熱体に前記電力量を供給し終えたときのバッテリ充電量が前記モード切替充電量に近づくように、前記暖機開始充電量の値を学習するように構成された、
   ハイブリッドシステムの制御装置。
2. 前記第１運転モードの運転履歴に基づいて、前記発熱体に前記電力量を供給し終えたときのバッテリ充電量と前記モード切替充電量とが一致するように、前記暖機開始充電量の値を学習するように構成された、
   請求項１に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
3. 前記第１運転モードの運転履歴として、前記第１運転モードで運転を開始してからのバッテリ充電量の変化割合を用い、当該バッテリ充電量の変化割合に基づいて前記暖機開始充電量の値を随時学習し、
   バッテリ充電量がその随時学習した暖機開始充電量以下になったら前記発熱体に対する電力供給を開始する、
   請求項１又は請求項２に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
4. 前記バッテリ充電量の変化割合と、前記電力量を前記発熱体に供給するために必要な時間とから、前記発熱体に対して電力供給を実施している期間中に前記第２回転電機を力行駆動するために消費されると予想される前記バッテリの消費電力量を随時算出し、
   その随時算出される消費電力量と前記電力量と前記モード切替充電量とから、前記暖機開始充電量の値を算出する、
   請求項３に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
5. 前記第２運転モードに切り替わる前に、前記発熱体に対して前記電力量を全て供給することができた場合は、前記第１運転モードの運転履歴として、前記第１運転モードで運転を開始してから前記発熱体に対する電力供給を開始するまでのバッテリ充電量の変化割合を用い、当該バッテリ充電量の変化割合に基づいて次回運転時の前記暖機開始充電量の値を学習し、
   次回運転時の前記第１運転モード中に、バッテリ充電量が前記学習した暖機開始充電量以下になったら前記発熱体に対する電力供給を開始する、
   請求項１又は請求項２に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
6. 前記バッテリ充電量の変化割合と、前記電力量を前記発熱体に供給するために必要な時間とから、前記発熱体に対して電力供給を実施している期間中に前記第２回転電機を力行駆動するために消費されると予想される前記バッテリの消費電力量を算出し、
   その算出された消費電力量と前記電力量と前記モード切替充電量とから、次回運転時の前記暖機開始充電量の値を算出する、
   請求項５に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
7. 前記第２運転モードに切り替わる前に、前記発熱体に対して前記電力量を全て供給することができた場合は、前記第１運転モードの運転履歴として、前記発熱体に対してその電力量を供給し終えたときのバッテリ充電量と前記モード切替充電量との差分を用い、当該差分に基づいて次回運転時の前記暖機開始充電量の値を学習し、
   次回運転時の前記第１運転モード中に、バッテリ充電量が前記学習した暖機開始充電量以下になったら前記発熱体に対する電力供給を開始する、
   請求項１又は請求項２に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
8. 前記差分と前記モード切替充電量とから、次回運転時の前記暖機開始充電量の値を算出する、
   請求項７に記載のハイブリッドシステムの制御装置。
9. 前記第２運転モードに切り替わったときに、前記発熱体に対して前記電力量を全て供給することができていなかった場合は、前記発熱体に対する電力供給を停止すると共に、前記第１運転モードの運転履歴として前記発熱体に対して電力供給を開始してから停止するまでのバッテリ充電量の変化割合を用い、当該バッテリ充電量の変化割合に基づいて、前記発熱体に対して供給できなかった不足分の電力量を算出し、
   前記不足分の電力量に基づいて、次回運転時の前記暖機開始充電量の値を学習し、
   次回運転時の前記第１運転モード中に、バッテリ充電量が前記学習した暖機開始充電量以下になったら前記発熱体に対する電力供給を開始する、
   請求項１、請求項２、又は請求項５から請求項８のいずれか１つに記載のハイブリッドシステムの制御装置。

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