JP6984372B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンおよびモータと、モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車において、目的地までの走行経路の各走行区間に、標高情報に基づいて走行負荷を算出すると共に走行負荷に基づいてＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードを割り当ててて計画を立てるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、この計画を立てる際に、走行負荷を算出できない走行区間があるときには、その走行区間についてはＣＤモードを割り当てる。これより、走行負荷を算出できない走行区間があっても、計画を立てることができるようにしている。

特開２０１６−１５９８４８号公報

こうしたハイブリッド自動車では、浄化装置の触媒が冷えている（暖機が必要になる）状態でエンジンを運転すると、エミッションが悪化する可能性がある。上述のハイブリッド自動車のようにＣＳモードとＣＤモードとを走行負荷に基づいて割り当てる場合、ＣＤモードの継続により触媒が冷えている（暖機が必要とされている）状態でＣＳモードに移行し、エンジンを運転する際にエミッションが悪化する可能性がある。

本発明のハイブリッド自動車は、エミッションの悪化を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンおよびモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
目的地までの走行予定ルートを設定すると共に前記走行予定ルートのルート案内を行なうナビゲーション装置と、
前記走行予定ルートの各走行区間にＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードを割り当てて前記目的地までの走行計画を作成し、前記走行計画に従って走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記走行計画を作成する際に、前記エンジンの排気系に取り付けられた浄化装置の触媒の暖機が現在から所定期間内に必要になると予測されるときには、前記走行予定ルートの前記各走行区間のうち車両の現在地から所定距離内の前記走行区間に前記ＣＳモードを優先的に割り当てる、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、目的地までの走行予定ルートの各走行区間にＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードを割り当てて目的地までの走行計画を作成し、走行計画に従って走行するようにエンジンおよびモータを制御する。そして、走行計画を作成する際に、エンジンの排気系に取り付けられた浄化装置の触媒の暖機が現在から所定期間内に必要になると予測されるときには、走行予定ルートの各走行区間のうち車両の現在地から所定距離内の走行区間にＣＳモードを優先的に割り当てる。ここで、「ＣＤモード」は、蓄電装置の蓄電割合を低下させるモードであり、「ＣＳモード」は、蓄電装置の蓄電割合を制御中心を含む管理範囲内で維持するモードである。ＣＤモードでは、ＣＳモードに比して、エンジンの運転を伴って走行するハイブリッド走行とエンジンの運転を伴わずに走行する電動走行とのうち電動走行がより行なわれやすい。こうした処理により、ＣＤモードの継続により触媒が冷える（暖機が必要になる）前にＣＳモードに移行することができ、エンジンを運転する際にエミッションが悪化するのを抑制することができる。

本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記エンジンの前回の運転終了からの第１経過時間が第１所定時間以上である条件、前記ＣＳモードから前記ＣＤモードへの前回の移行からの第２経過時間が第２所定時間以上である条件、前記エンジンの冷却水温が第１所定温度未満である条件、前記触媒の温度が第２所定温度未満である条件のうちの少なくとも１つを用いて、前記触媒の暖機が現在から前記所定期間内に必要になるか否かを予測するものとしてもよい。こうすれば、第１経過時間や第２経過時間、冷却水温、触媒の温度のうちの少なくとも１つを用いて触媒の暖機が現在から所定期間内に必要になるか否かを予測（判定）することができる。

本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記走行計画を作成する際には、前記ＣＤモードに割り当てた走行区間の総消費エネルギが前記蓄電装置の消費可能エネルギを超えない範囲内で、前記ＣＤモードを優先的に割り当てるＣＤ優先区間と、前記ＣＳモードを優先的に割り当てるＣＳ優先区間と、前記ＣＤ優先区間でも前記ＣＳ優先区間でもない無優先区間と、のうち前記ＣＤ優先区間、前記無優先区間、前記ＣＳ優先区間の順に前記ＣＤモードを割り当てていくものとしてもよい。こうすれば、ＣＳ優先区間にＣＤモードを割り当てるのを抑制することができる。この場合、前記制御装置は、前記走行予定ルートの前記各走行区間のうち消費エネルギが負の値になると予測される走行区間に前記ＣＤ優先区間を設定するものとしてもよい。ここで、消費エネルギが負の値になると予測される走行区間は、モータの回生駆動による蓄電装置の充電が予測される走行区間である。

本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記走行計画を作成する際に前記触媒の暖機が現在から前記所定期間内に必要になると予測されるときには、前記車両の現在地から前記所定距離内の前記走行区間（前記ＣＳモードを優先的に割り当てる走行区間）については、前記ＣＳモードを割り当てるものとしてもよい。こうすれば、車両の現在地から所定距離内の走行区間にＣＳモードをより確実に割り当てることができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートの一部である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートの一部である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートの一部である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、充電器６０と、ナビゲーション装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。このエンジン２２は、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２５に設けられたスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８ａを介して燃焼室１２９に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。燃焼室１２９から排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３に排出される排気は、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触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。

このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、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Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８ａを開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１２８ｂを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏも挙げることができる。さらに、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からのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２５に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２５に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。加えて、排気管１３３における浄化装置１３４の上流側に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動制御信号や、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号、点火プラグ１３０への駆動制御信号、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への駆動制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに対する、カムポジションセンサ１４４からのインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて、吸気バルブ１２８ａの開閉タイミングＶＴを演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗに基づいて浄化装置１３４の触媒１３４ａの温度（触媒温度）Ｔｃを推定している。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータ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からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣや消費可能エネルギＥｂを演算している。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合であり、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて演算される。バッテリ５０の消費可能エネルギＥｂは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと下限蓄電割合ＳＯＣｍｉｎとの差分（ＳＯＣ−ＳＯＣｍｉｎ）をエネルギに換算したものであり、差分（ＳＯＣ−ＳＯＣｍｉｎ）と全容量との積として演算される。

充電器６０は、電力ライン５４に接続されており、電源プラグ６１が自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでの家庭用電源や工業用電源などの外部電源に接続されているときに、外部電源からの電力を用いてバッテリ５０を充電できるように構成されている。

ナビゲーション装置９０は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート、通信ポートを有する制御部が内蔵された本体９２と、自車の現在地に関する情報を受信するＧＰＳアンテナ９４ａと、情報センターなどの車外システムから渋滞情報や規制情報、災害情報などを受信するＶＩＣＳ（登録商標）アンテナ９４ｂと、車両の現在地に関する情報や目的地までの走行予定ルートなどの各種情報を表示すると共に操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイ９６と、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報（例えば、観光情報や駐車場、充電ステーションなど）や各走行区間（例えば、信号機間や交差点間など）の道路情報などがデータベースとして記憶されている。道路情報には、距離情報や、幅員情報、車線数情報、地域情報（市街地や郊外）、種別情報（一般道路や高速道路、有料道路）、勾配情報、法定速度、信号機の数などが含まれる。ナビゲーション装置９０は、操作者により目的地が設定されたときには、地図情報と車両の現在地と目的地とに基づいて車両の現在地から目的地までの走行予定ルートを設定し、設定した走行予定ルートをディスプレイ９６に表示してルート案内を行なう。また、ナビゲーション装置９０は、目的地までの走行予定ルートを設定すると、走行予定ルートの各走行区間について、勾配情報などに基づいて走行負荷を推定する。この走行負荷は、例えば、路面勾配が登坂路側の勾配として大きいほど大きくなるように推定することができる。ナビゲーション装置９０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作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を挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダ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も挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、充電器６０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、ナビゲーション装置９０と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードでハイブリッド走行（ＨＶ走行）または電動走行（ＥＶ走行）を行なう。ここで、ＨＶ走行は、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行は、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。ＣＤモードは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを低下させるモードであり、ＣＳモードは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを制御中心ＳＯＣ＊を含む管理範囲内で維持するモードである。ＣＤモードでは、ＣＳモードに比して、ＨＶ走行とＥＶ走行とのうちＥＶ走行がより行なわれやすい。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステムオフ（システム停止）して停車しているときに、電源プラグ６１が外部電源に接続されると、外部電源からの電力を用いてバッテリ５０が充電されるように充電器６０を制御する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、目的地までの走行予定ルートのルート案内を行なっているときの動作について説明する。図３〜図５は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。

図３〜図５の処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、ナビゲーション装置９０により目的地までの走行予定ルートのルート案内を行なっているか否かを判定し（ステップＳ１００）、走行予定ルートのルート案内を行なっていないと判定したときには、本ルーチンを終了する。この場合、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいてＣＤモードまたはＣＳモードで走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。なお、ナビゲーション装置９０による走行予定ルートのルート案内は、運転者により目的地が設定されてその目的地までの走行予定ルートを設定されたときに開始され、その後に、車両が目的地に到着したときや、運転者により目的地が解除されたとき、イグニッションスイッチ８０がオフされたときなどに終了される。

ステップＳ１００でナビゲーション装置９０により走行予定ルートのルート案内を行なっていると判定したときには、目的地までの走行予定ルートの各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］を予測し（ステップＳ１１０）、予測した各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］の総和として目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍを予測する（ステップＳ１２０）。ここで、値１〜値ｎは、車両の現在地から目的地までの走行予定ルートの各走行区間を示す番号である。ステップＳ１１０の処理では、ナビゲーション装置９０から通信により目的地までの走行予定ルートの各走行区間の走行負荷Ｒ［１］〜Ｒ［ｎ］を入力し、入力した各走行区間の走行負荷Ｒ［１］〜Ｒ［ｎ］に基づいて各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］を予測するものとした。具体的には、各走行区間の走行負荷Ｒ［１］〜Ｒ［ｎ］が大きいほど大きくなる傾向に各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］を予測するものとした。

続いて、バッテリＥＣＵ５２から通信によりバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂを入力し（ステップＳ１３０）、目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍをバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂと比較する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の処理は、目的地までＥＶ走行だけで走行可能であるか否かを判断する処理である。目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂ以下のときには、目的地までＥＶ走行だけで走行可能であると判断し、本ルーチンを終了する。この場合、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、目的地までＣＤモードで走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する。

ステップＳ１４０で目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きいときには、目的地までＥＶ走行だけでは走行できないと判断し、目的地までの走行予定ルートの各走行区間にＣＤモードまたはＣＳモードを割り当てて目的地までの走行計画を作成する（ステップＳ１５０〜Ｓ２３０）。以下、この走行計画の作成について説明する。

最初に、目的地までの走行予定ルートの各走行区間からＣＤ優先区間を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、ＣＤ優先区間は、ＣＤモードを優先的に割り当てる走行区間である。実施例では、ナビゲーション装置９０から通信により地図情報や渋滞情報を入力し、地図情報や渋滞情報に基づいて、目的地までの走行予定ルートの各走行区間のうち、消費エネルギが負の値になると予測される走行区間（モータＭＧ２の回生駆動によるバッテリ５０の充電が予測される走行区間）や渋滞区間に、ＣＤ優先区間を設定するものとした。なお、渋滞情報は、ＶＩＣＳ（登録商標）情報に限定されるものではなく、プローブ情報や統計情報、車車間通信情報、クラウド連携情報などを用いるものとしてもよい。

次に、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になるか否かを予測（判定）する（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）。ここで、「所定期間」は、比較的短い期間として定められ、例えば、現走行区間から次走行区間や次々走行区間までの期間などを意味する。実施例では、エンジン２２の前回の運転終了からの経過時間ｔａが所定時間ｔａ１以上であり且つエンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１未満のときには、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になると予測し、エンジン２２の前回の運転終了からの経過時間ｔａが所定時間ｔａ１未満のときや、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１以上のときには、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要とされないと予測するものとした。

なお、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になると予測（判定）するときとしては、（Ａ）今回のトリップの開始時に触媒１３４ａの温度が暖機が必要になる上限温度（暖機必要温度）以下のときや、（Ｂ）今回のトリップで触媒１３４ａの暖機が行なわれて触媒１３４ａの温度が暖機必要温度よりも十分に高くなった後にＣＤモードの継続により触媒１３４ａの温度が暖機必要温度よりも若干高い温度まで低下したとき（更にＣＤモードを継続すると所定期間内に触媒１３４ａの温度が暖機必要温度以下に至ると想定されるとき）などを挙げることができる。

ステップＳ１６０，Ｓ１７０で触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になると予測（判定）したときには、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の全走行区間にＣＳ優先区間を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、ＣＳ優先区間は、ＣＤモードを割り当てにくくする走行区間、即ち、ＣＳモードを優先的に割り当てる走行区間である。所定距離Ｌ１は、触媒１３４ａの温度が暖機必要温度よりも十分に高くなる走行距離として、一律の距離を用いるものとしてもよいし、各走行区間で想定される車速に基づく距離を用いるものとしてもよい。実施例では、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の走行区間について、ＣＤ優先区間か否かに拘わらずに、ＣＳ優先区間を設定するものとした。ステップＳ１６０，Ｓ１７０で触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要とされないと予測（判定）したときには、ステップＳ１８０の処理を実行しない。

続いて、ＣＤ優先区間のうちの１つの走行区間を対象区間に設定し（ステップＳ１９０）、設定した対象区間にＣＤモードを割り当てて（ステップＳ２００）、ＣＤモードを割り当てた走行区間（以下、「ＣＤモード区間」という）の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍを予測し（ステップＳ２１０）、ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍをバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂと比較する（ステップＳ２２０）。ステップＳ１９０の処理は、実施例では、ＣＤ優先区間のうち未だＣＤモードを割り当てておらずに且つ走行負荷が最小のものを対象区間に設定するものとした。ステップＳ２１０の処理は、ステップＳ１１０で予測した目的地までの走行予定ルートの各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］のうち必要なものを用いて行なうことができる。ステップＳ２２０の処理は、ＣＤモード区間をＥＶ走行だけで走行可能であるか否かを判断する処理である。

ステップＳ２２０でＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂ以下のときには、ＣＤモード区間をＥＶ走行だけで走行可能であると判断し、全ＣＤ優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。そして、全ＣＤ優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了していない（ＣＤ優先区間のうち未だＣＤモードを割り当てていないものがある）と判定したときには、ステップＳ１９０に戻る。このようにして、各ＣＤ優先区間について、走行負荷（消費エネルギ）の低い順にＣＤモードを割り当てていくのである。

ステップＳ２３０で全ＣＤ優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了したと判定したときには、ＣＤ優先区間以外且つＣＳ優先区間以外の走行区間（以下、「無優先区間」という）のうちの１つの走行区間を対象区間に設定する（ステップＳ２４０）。そして、ステップＳ２００〜Ｓ２２０と同様に、対象区間にＣＤモードを割り当てて（ステップＳ２５０）、ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍを予測し（ステップＳ２６０）、ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍをバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂと比較する（ステップＳ２７０）。ステップＳ２４０の処理は、実施例では、無優先区間のうち未だＣＤモードを割り当てておらずに且つ走行負荷が最小のものを対象区間に設定するものとした。

ステップＳ２７０でＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂ以下のときには、ＣＤモード区間をＥＶ走行だけで走行可能であると判断し、全無優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了したか否かを判定する（ステップＳ２８０）。そして、全無優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了していない（無優先区間のうち未だＣＤモードを割り当てていないものがある）と判定したときには、ステップＳ２４０に戻る。このようにして、各無優先区間について、走行負荷（消費エネルギ）の低い順にＣＤモードを割り当てていくのである。

ステップＳ２８０で全無優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了したと判定したときには、ＣＳ優先区間のうちの１つの走行区間を対象区間に設定する（ステップＳ２９０）。そして、ステップＳ２００〜Ｓ２２０と同様に、対象区間にＣＤモードを割り当てて（ステップＳ３００）、ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍを予測し（ステップＳ３１０）、ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍをバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂと比較する（ステップＳ３２０）。ステップＳ２９０の処理は、実施例では、ＣＳ優先区間のうち未だＣＤモードを割り当てておらずに且つ走行負荷が最小のものを対象区間に設定するものとした。

ステップＳ３２０でＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂ以下のときには、ＣＤモード区間をＥＶ走行だけで走行可能であると判断し、ステップＳ２９０に戻る。このようにして、各ＣＳ優先区間について、走行負荷（消費エネルギ）の低い順にＣＤモードを割り当てていくのである。

ステップＳ２２０，Ｓ２７０，Ｓ３２０のうちの何れかで、ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きいときには、ステップＳ１９０，Ｓ２４０，Ｓ２９０のうちの何れかで設定した対象区間にＣＤモードを割り当てるとＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きくなると判断し、その対象区間および残りの走行区間にＣＳモードを割り当てる（ステップＳ３３０）。

いま、ステップＳ１４０で目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きいときを考えている。したがって、全ＣＳ優先区間へのＣＤモードの割り当てを完了する前に、ステップＳ２２０，Ｓ２７０，Ｓ３２０のうちの何れかでＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きくなり、ステップＳ３３０で対象区間および残りの走行区間にＣＳモードを割り当てることになる。即ち、少なくとも１つの走行区間について、ＣＳモードを割り当てることになる。

このように、目的地までの走行予定ルートの各走行区間について、ＣＤ優先区間の走行負荷（消費エネルギ）の低い順、無優先区間の走行負荷の低い順、ＣＳ優先区間の走行負荷の低い順に対象区間を変更しながら各対象区間にＣＤモードを割り当てていき、対象区間にＣＤモードを割り当てるとＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きくなると判定したときに、その対象区間および残りの走行区間にＣＳモードを割り当てて、目的地までの走行計画を作成する。したがって、ＣＤ優先区間には、ＣＤモードを割り当てる可能性が高く、ＣＳ優先区間には、ＣＳモードを割り当てる可能性が高い。

したがって、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になると予測（判定）するとき、例えば、（Ａ）今回のトリップの開始時に触媒１３４ａの温度が暖機必要温度以下のときや、（Ｂ）今回のトリップで触媒１３４ａの暖機が行なわれて触媒１３４ａの温度が暖機必要温度よりも十分に高くなった後にＣＤモードの継続により触媒１３４ａの温度が暖機必要温度よりも若干高い温度まで低下したときなどに、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の走行区間にＣＳモードを割り当てる可能性が高い。

こうして目的地までの走行計画を作成すると、制御時間ｔｃを値０にリセットし（ステップＳ３５０）、走行計画に従ってＣＤモードまたはＣＳモードで走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する（ステップＳ３６０）。ステップＳ３６０の処理は、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により行なわれる。（Ａ）や（Ｂ）のときに、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の走行区間にＣＳモードを割り当てる可能性が高いから、（Ｂ）のときに、触媒１３４ａの温度が暖機必要温度以下に至る前にＣＳモードに移行することができ、エンジン２２を運転する際にエミッションが悪化するのを抑制することができる。

続いて、制御時間ｔｃにステップＳ３６０の処理に要する時間Δｔを加えて制御時間ｔｃを更新し（ステップＳ３７０）、制御時間ｔｃを所定時間ｔｃ１と比較すると共に（ステップＳ３８０）、先読み情報が更新されたか否かを判定する（ステップＳ３９０）。ここで、ステップＳ３８０，Ｓ３９０の処理は、目的地までの走行計画を更新するか否かを判断する処理である。所定時間ｔｃ１は、目的地までの走行計画の更新時間として定められ、例えば、数十秒〜数分程度を用いることができる。また、先読み情報は、車両の現在地から所定距離Ｌ２（例えば、数ｋｍ〜十数ｋｍ程度）だけ目的地側の地点までの渋滞情報などであり、実施例では、数十秒〜数分程度の間隔で更新されるものとした。

ステップＳ３８０で制御時間ｔｃが所定時間ｔｃ１未満で且つステップＳ３９０で先読み情報が更新されていないと判定したときには、目的地までの走行計画を更新しないと判断し、ステップＳ３６０に戻る。一方、ステップＳ３８０で制御時間ｔｃが所定時間ｔｃ１以上のときや、ステップＳ３９０で先読み情報が更新されたと判定したときには、目的地までの走行計画を更新すると判断し、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、目的地までの走行計画を作成する際に、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になると予測されるときには、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の全走行区間にＣＳ優先区間を設定することにより、ＣＳモードを優先的に割り当てる（ＣＤモードを割り当てにくくする）。これにより、触媒１３４ａが冷える（触媒１３４ａの暖機が必要になる）前にＣＳモードに移行することができるから、エンジン２２を運転する際にエミッションが悪化するのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、目的地までの走行計画を作成する際には、目的地までの走行予定ルートの各走行区間について、ＣＤ優先区間の走行負荷（消費エネルギ）の低い順、無優先区間の走行負荷の低い順、ＣＳ優先区間の走行負荷の低い順に対象区間を変更しながら各対象区間にＣＤモードを割り当てていき、対象区間にＣＤモードを割り当てるとＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも大きくなると判定したときに、その対象区間および残りの走行区間にＣＳモードを割り当てるものとした。しかし、ＣＳ優先区間については、強制的にＣＳモードを割り当てるものとしてもよい。こうすれば、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の全走行区間にＣＳモードをより確実に割り当てることができる。これにより、触媒１３４ａが冷える（触媒１３４ａの暖機が必要になる）前にＣＳモードにより確実に移行することができる。また、ＣＳ優先区間については、車両の現在地から遠い順に対象区間に設定していくものとしてもよい。こうすれば、車両の現在地から所定距離Ｌ１内の走行区間において、ＣＳモードの走行区間が短くなるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、目的地までの走行計画を作成する際において、触媒１３４ａの暖機が現在から所定期間内に必要になるか否かを予測（判定）するための条件として、エンジン２２の前回の運転終了からの経過時間ｔａが所定時間ｔａ１以上である第１時間条件と、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１未満である第２条件と、をＡＮＤ条件で用いるものとした。しかし、この成立条件として、第１条件と第２条件とをＯＲ条件で用いるものとしてもよいし、第１条件だけを用いるものとしてもよいし、第２条件だけを用いるものとしてもよい。また、この成立条件として、ＣＳモードからＣＤモードへの前回の移行からの経過時間ｔｂが所定時間ｔｂ２以上である第３条件だけを用いるものとしてもよいし、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ１未満である第４条件だけを用いるものとしてもよいし、第３条件と第４条件とをＡＮＤ条件やＯＲ条件で用いるものとしてもよい。さらに、第１条件と第２条件とのうちの少なくとも１つと第３条件と第４条件とのうちの少なくとも１つとをＡＮＤ条件やＯＲ条件で用い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、本体９２とＧＰＳアンテナ９４ａとＶＩＣＳ（登録商標）アンテナ９４ｂとディスプレイ９６とを有するナビゲーション装置９０を備えるものとした。しかし、ナビゲーション装置９０を備えるのに代えてまたは加えて、車載通信機を備え、車載通信機を介してＨＶＥＣＵ７０と情報センターなどの車外システムとの間で通信を行なうものとしてもよい。ナビゲーション装置９０を備えずに車載通信機を備える場合、車載通信機としては、ＧＰＳアンテナが内蔵されたものを用いるのが好ましい。また、この場合、ＧＰＳアンテナからの自車の現在地や車外システムが有する地図情報などに基づいてＨＶＥＣＵ７０または車外システムにより走行予定ルートを設定し、この走行予定ルートを車載のディスプレイに表示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、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用い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、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして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、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にモータＭＧ２を接続すると共に駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続する構成とした。しかし、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介してモータを接続すると共にモータにクラッチを介してエンジンを接続し、モータに電力ラインを介してバッテリを接続する構成としてもよい。また、駆動輪に連結された駆動軸にモータを接続すると共にエンジンに発電機を接続し、モータと発電機とに電力ラインを介してバッテリを接続する構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ナビゲーション装置９０が「ナビゲーション装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５７ コンデンサ、６０ 充電器、６１ 電源プラグ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ ナビゲーション装置、９２ 本体、９４ａ ＧＰＳアンテナ、９４ｂ ＶＩＣＳ（登録商標）アンテナ、９６ ディスプレイ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気管、１２６ 燃料噴射弁、１２８ａ 吸気バルブ、１２８ｂ 排気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気管、１３４ 浄化装置、１３４ａ 触媒、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンおよびモータと、
   前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
   目的地までの走行予定ルートを設定すると共に前記走行予定ルートのルート案内を行なうナビゲーション装置と、
   前記走行予定ルートの各走行区間に前記蓄電装置の蓄電割合を低下させるＣＤ（Charge Depleting）モードまたは前記蓄電装置の蓄電割合を制御中心を含む管理範囲内で維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードを割り当てて前記目的地までの走行計画を作成し、前記走行計画に従って走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、前記走行計画を作成する際には、
   前記各走行区間に、前記ＣＤモードおよび前記ＣＳモードのうち前記ＣＤモードを優先的に割り当てるためのＣＤ優先区間、前記ＣＳモードを優先的に割り当てるためのＣＳ優先区間、前記ＣＤ優先区間でも前記ＣＳ優先区間でもない無優先区間のうちの何れかを設定し、
   前記ＣＤ優先区間、前記無優先区間、前記ＣＳ優先区間の順に、前記ＣＤモードに割り当てた走行区間の総消費エネルギが前記蓄電装置の消費可能エネルギを超えない範囲内で前記ＣＤモードを割り当てると共に残余の前記走行区間に前記ＣＳモードを割り当て、
   前記制御装置は、前記走行計画を作成する際に、前記エンジンの排気系に取り付けられた浄化装置の触媒の暖機が現在から所定期間内に必要になると予測されるときには、前記走行予定ルートの前記各走行区間のうち車両の現在地から所定距離内の前記走行区間に前記ＣＳ優先区間を設定する、
   ハイブリッド自動車。
   
   

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