JP7067387B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１には、従来のハイブリッド車両の制御装置として、目的地までの予想経路における内燃機関の動作状態と触媒温度とを予測し、内燃機関の停止が予測される走行区間において触媒温度が下限温度以下になると予測されるときは、当該走行区間よりも前の内燃機関の運転時において、内燃機関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うに構成されたものが開示されている。

特開２０１６－８５１７号公報

しかしながら、特許文献１のハイブリッド車両の制御装置では、内燃機関の停止が予測される走行区間の後に内燃機関の運転を行う必要がない場合であっても、当該走行区間において触媒温度が下限温度以下になると予測されるときは、当該走行区間よりも前の内燃機関の運転時において、内燃機関が通常よりも高負荷側で運転されるため、燃費が悪化するおそれがあった。

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、不要に触媒温度を昇温させてしまって燃費が悪化するのを抑制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、充放電可能なバッテリと、バッテリの電力によって駆動される回転電機と、を備えるハイブリッド車両を制御するためのハイブリッド車両の制御装置が、走行経路を複数の走行区間に分割し、各走行区間を、走行負荷に基づいて回転電機の出力を制御してハイブリッド車両を走行させるＥＶモード、又はバッテリ充電量と走行負荷とに基づいて内燃機関及び回転電機の出力を制御してハイブリッド車両を走行させるＣＳモードのいずれの走行モードで走行するかを設定した走行計画を作成する走行計画作成部と、走行計画に従って走行モードを切り替える走行モード切替部と、内燃機関の排気浄化触媒の温度を昇温させる触媒昇温制御を実施する触媒昇温制御部と、を備える。触媒昇温制御部は、走行経路を走行計画に従って走行している場合において、ＥＶモードで走行するＥＶ区間を走行しているときは、当該走行経路において既に排気浄化触媒の暖機を行っており、かつ、走行経路上の残りの走行区間にＣＳモードで走行するＣＳ区間が存在していれば、排気浄化触媒の温度が排気浄化触媒の排気浄化機能が活性化する活性化温度よりも高い所定の昇温基準温度未満になったときに、触媒昇温制御を実施するように構成される。

本発明のこの態様によれば、不要に触媒温度を昇温させてしまうのを抑制できるので、燃費が悪化するのを抑制することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両、及び車両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、バッテリ充電量と切替負荷との関係を示したテーブルである。 図３Ａは、本発明の第１実施形態による走行計画の作成について説明するフローチャートである。 図３Ｂは、本発明の第１実施形態による走行計画の作成について説明するフローチャートである。 図４Ａは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮せずに作成される本発明の第１実施形態による第１走行計画について説明する図である。 図４Ｂは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮せずに作成される本発明の第１実施形態による第１走行計画について説明する図である。 図４Ｃは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮せずに作成される本発明の第１実施形態による第１走行計画について説明する図である。 図５Ａは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図５Ｂは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図５Ｃは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図５Ｄは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図５Ｅは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図５Ｆは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図５Ｇは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の第１実施形態による第２走行計画の作成について説明する図である。 図６は、ＥＶ区間とＣＳ区間とが混在する走行経路において生じる問題点について説明する図である。 図７は、本発明の第１実施形態による触媒初期暖機制御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実施形態による触媒昇温制御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２実施形態による車両、及び車両を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。 図１０は、本発明の第２実施形態による触媒初期暖機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実施形態による触媒昇温制御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３実施形態による車両、及び車両を制御するための制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１３Ａは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の変形例による第２走行計画の作成について説明する図である。 図１３Ｂは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の変形例による第２走行計画の作成について説明する図である。 図１３Ｃは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の変形例による第２走行計画の作成について説明する図である。 図１３Ｄは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の変形例による第２走行計画の作成について説明する図である。 図１３Ｅは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の変形例による第２走行計画の作成について説明する図である。 図１３Ｆは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した本発明の変形例による第２走行計画の作成について説明する図である。

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、本発明の第１実施形態による車両１００、及び車両１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。

本実施形態による車両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、を備えるハイブリッド車両であり、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る。また車両１００は、これら内燃機関１０以外にも、地図データベース９５と、ＧＰＳ受信機９６と、ナビゲーション装置９７と、を備える。

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。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触媒装置１５が設けられる。触媒装置１５は、例えば酸化触媒や三元触媒などの排気浄化機能を有する触媒（排気浄化触媒）を表面に担持させたハニカム型の基材１５１を備えており、基材１５１の下流には、触媒温度を検出するための触媒温度センサ２１０が設けられている。

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は電動機として使用され、スタータ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。

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おり、本実施形態による車両１００は、いわゆるプラグインハイブリッド車両とされる。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。

地図データベース９５は、地図情報に関するデータベースである。この地図データベース９５は、例えば車両に搭載されたハードディスクドライブ（HDD；Hard Disk Drive）内に記憶されている。地図情報には、道路の位置情報や道路形状の情報（例えば勾配や、カーブと直線部の種別、カーブの曲率など）、交差点及び分岐点の位置情報、道路種別、制限車速などの各種の道路情報が含まれる。

ＧＰＳ受信機９６は、３個以上のＧＰＳ衛星からの信号を受信して車両１００の緯度及び経度を特定し、車両１００の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機９６は、検出した車両１００の現在位置情報を電子制御ユニット２００に送信する。

ナビゲーション装置９７は、ＧＰＳ受信機９６で検出した車両１００の現在位置情報や地図データベース９５の地図情報、ドライバが設定した目的地などに基づいて、車両の予想経路を設定し、設定した予想経路に関する情報をナビゲーション情報として電子制御ユニット２００に送信する。

電子制御ユニット２００は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力ポート、及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。

電子制御ユニット２００には、バッテリ充電量を検出するためのＳＯＣセンサ２１１や、アクセルペダル２２０の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１２、機関回転速度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２１３、車両１００の起動及び停止を判断するためのスタートスイッチ２１４などの各種センサからの出力信号が入力される。

電子制御ユニット２００は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、各制御部品を駆動して車両１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する本実施形態による車両１００の制御について説明する。

電子制御ユニット２００は、走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モード、又はＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードのいずれか一方に切り替えて車両１００を走行させる。

ＥＶ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１００を走行させるモードである。

電子制御ユニット２００は、走行モードがＥＶモードのときは、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を回転させて、車両１００を走行させる。すなわち電子制御ユニット２００は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関１０を停止させた状態で、走行負荷に応じた要求出力となるように、走行負荷に基づいて第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる。

一方でＣＳモードは、バッテリ充電量がＣＳモードに切り替えられたときのバッテリ充電量（以下「維持充電量」）に維持されるように、車両１００を走行させるモードである。

電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行モードをさらに前述したＥＶモード、又はＨＶ（Hybrid Vehicle）モードのいずれか一方に切り替えて、車両１００を走行させる。具体的には電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行負荷が切替負荷未満であれば走行モードをＥＶモードに設定し、走行負荷が切替負荷以上であれば走行モードをＨＶモードに設定する。そして電子制御ユニット２００は、図２に示すように、バッテリ充電量が少ないときほど切替負荷が小さくなるように、バッテリ充電量に応じて切替負荷を変化させる。

ＨＶ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の双方の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。電子制御ユニット２００は、ＣＳモード中にＨＶモードとなったときは、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を回生駆動させる。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に伝達して車両１００を走行させる。

なお電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードの場合に、車両１００の停車時においてバッテリ充電量が維持充電量未満になっているときは、バッテリ充電量が維持充電量以上となるように、内燃機関１０の動力によって第１回転電機３０を回生駆動し、第１回転電機３０の発電電力によってバッテリを充電させる。

このように電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行負荷に応じた要求出力となるように、バッテリ充電量と走行負荷とに基づいて内燃機関１０及び第２回転電機の出力を制御して車両１００を走行させる。

このように走行モードをＥＶモードとＣＳモードとに切り替えることが可能なハイブリッド車両の場合、燃料消費量を抑えるためには、バッテリ充電量に余裕があるうちは、走行モードとして優先的にＥＶモードを設定することが望ましい。

一方で内燃機関１０は、機関負荷が低いときほど熱効率が悪くなる傾向にある。そのため、例えば信号機が多い走行区間や交通量が多く渋滞等が発生しやすい走行区間など、発進及び停止が頻繁に繰り返されたり低速走行が続いたりする走行区間のときに、走行モードをＥＶモードに設定して車両１００を走行させることが望ましい。

そして、或る一定以上の車速を維持したままの定常走行を継続して行うことができる走行区間など、熱効率の良い機関負荷領域での走行が可能な走行区間のときに、走行モードをＣＳモードに設定し、ＨＶモードでの走行が可能な状態にして車両１００を走行させることが望ましい。

そこで本実施形態では、目的地までの予想経路上のどの走行区間をＥＶモードで走行し、どの走行区間をＣＳモードで走行するかの走行計画を予め作成し、当該走行計画に従って走行モードを切り替えることで、走行に必要な燃料量を抑えるようにしている。

このとき、目的地までの１トリップ（車両のスタートスイッチ２１４がＯＮされてからＯＦＦされるまでの間）の走行を最適化した走行計画を作成するよりも、例えば自宅と通勤先とを往復する場合や、複数の目的地（経由地）を巡回して自宅等の当初の出発地に戻ってくる場合など、複数回のトリップ（前者の場合は往路と復路の２回のトリップ。後者の場合は例えば目的地が２か所であれば３回のトリップ。）から構成される走行経路全体の走行を最適化した走行計画を作成したほうが、走行に必要な燃料量を抑えることができる場合がある。

例えば自宅と通勤先とを往復する場合を考えると、往路と復路の各トリップの走行をそれぞれ最適化した走行計画の場合、往路と復路の双方の走行経路上にＣＳ区間（走行モードがＣＳモードに設定された走行区間）が設定されることがある。ＣＳ区間では、走行負荷が切替負荷以上になるとＨＶモードになって内燃機関１０が始動される。内燃機関１０を各トリップの最初に始動するときは、排気性能確保のために触媒の暖機を促進させる必要があるため、触媒暖機のための燃料が余分に消費される。そのため、往路と復路の各トリップの走行をそれぞれ最適化した走行計画の場合、往路と復路の双方で少なくとも１回ずつ触媒暖機のための燃料が余分に消費されることがある。

これに対して、複数回のトリップから構成される走行経路全体の走行を最適化し、往路と復路のいずれか一方の走行経路を全てＥＶモードで走行することができるような走行計画を立てることができれば、触媒暖機の回数が１度で済むので、触媒暖機のための燃料の消費を抑えることができる。その結果、自宅と通勤先とを往復した場合のトータルの燃料消費量を見ると、往路と復路の各１トリップの走行を最適化した走行計画よりも、触媒暖機のための燃料の消費を抑えてトータルの燃料消費量を抑えることができる場合がある。

そこで本実施形態では、触媒の暖機回数を減らすことが可能な走行計画を作成することができるようにしている。以下、この本実施形態による走行計画の作成について、図３Ａから図５Ｇを参照して説明する。

図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態による走行計画の作成について説明するフローチャートである。なお図４Ａから図４Ｃは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮せずに作成される第１走行計画（区間走行計画）について説明する図であり、図５Ａから図５Ｇは、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数回のトリップを最適化した第２走行計画（経路優先走行計画）の作成について説明する図である。

ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、図４Ａに示すように出発地から目的地までの予想経路上に１つ以上の経由地を設定して予想経路を大きく複数の走行経路に分割すると共に、各走行経路をさらに細かく複数の走行区間に分割する。そして出発地から順に各走行区間に対して実区間番号ｉ（ｉ＝１，…，ｎ；図４Ａに示す例ではｎ＝１０）を設定すると共に、各走行経路に対して実経路番号ｉ（ｉ＝１，…，ｎ；図４Ａに示す例ではｎ＝２）を設定する。

ここで出発地、及び目的地は、例えば自宅駐車場等の車両１００の主たる保管場所とされる。なお、走行計画を作成する車両１００が本実施形態のようなプラグインハイブリッド車両の場合であれば、出発地や目的地をプラグイン充電可能な場所とすることもできる。

また経由地は、１トリップの終点とされ、例えば出発地において設定されている目的地（これからの行き先）とされる。これ以外にも、例えば予め決められた複数の目的地を巡回するような車両の場合であれば、各目的地を経由地とすることもできるし、通勤や通学用に使用される車両の場合であれば、通勤先や通学先を経由地とすることもできる。このように予想経路上に経由地を設定することで、複数回のトリップに対応した走行計画の作成が可能となる。

ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、各走行区間の道路情報（例えば勾配や道路種別、制限車速、平均曲率等）に基づいて各走行区間の走行負荷を算出する。そして電子制御ユニット２００は、図４Ａに示すように、各走行区間の走行負荷に基づいて、各走行区間のＥＶ適正度と、各走行区間をＥＶモードで走破したときの各走行区間における推定消費電力量（以下「区間消費電力」という。）と、を算出する。ＥＶ適正度は、各走行区間がどの程度ＥＶ走行に適した区間であるかを表す指標であり、各走行区間の走行負荷が低いときほど高い値（すなわちＥＶ走行に適している）にされる。

図４Ａにおいては発明の理解を容易にするため、ＥＶ適正度に関しては、ＥＶ適正度を各走行区間の走行負荷に基づいて１（ＥＶ適正度が低い）から３（ＥＶ適正度が高い）に区分けして単純化したものが記載されている。また区間消費電力に関しても、区間消費電力をその大きさに応じて１（区間消費電力が少ない）から３（区間消費電力が多い）に区分けして単純化したものが記載されている。

ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、各走行区間の区間消費電力に基づいて、予想経路をＥＶモードで走破したときの推定電力消費量（以下「総消費電力」という。）ＴＥを算出する。

ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量に基づいて、ＥＶ走行のために使用可能なバッテリ５０の電力量（以下「使用可能電力」という。）ＣＥを算出し、使用可能電力ＣＥが、総消費電力ＴＥ以上か否かを判定する。電子制御ユニット２００は、使用可能電力ＣＥが総消費電力ＴＥ以上のときは、ステップＳ５の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、使用可能電力ＣＥが総消費電力ＴＥ未満のときは、ステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、使用可能電力ＣＥが総消費電力ＴＥ以上であれば予想経路をＥＶモードで走破することができるため、全ての走行区間をＥＶ区間に設定する。

ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、図４Ｂに示すように、第１ソート処理を実施して走行区間の並び替えを行い、並び替えた順に各走行区間にソート区間番号ｉ（ｉ＝１，…，ｎ；図４Ｂに示す例ではｎ＝１０）を設定する。具体的には電子制御ユニット２００は、図４Ｂに示すように、走行経路については無視し、各走行区間をＥＶ適正度が高い順に並び替えると共に、ＥＶ適正度が同じ走行区間については区間消費電力が小さい順に並び替え、区間消費電力も同じであればさらに実区間番号が小さい順に並び替える。

ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、下記の不等式（１）を満たすソート区間番号ｋの有無を判断する。不等式（１）のＤＥは、ＥＶ適正度が高く、かつ区間消費電力が小さい走行区間から順に区間消費電力を加算していった加算値を示すものである。不等式（１）において、ＤＥ_ｋは、ソート区間番号１からソート区間番号ｋまでの各走行区間の区間消費電力の合計値（加算値）であり、ＤＥ_ｋ＋１は、ソート区間番号１からソート区間番号ｋ＋１までの各走行区間の区間消費電力の合計値（加算値）である。
ＤＥ_ｋ≦ＣＥ＜ＤＥ_ｋ＋１ …（１）

電子制御ユニット２００は、ソート区間番号ｋが１のときの走行区間の区間消費電力ＤＥ_１が、使用可能電力ＣＥよりも大きければ、不等式（１）を満たすソート区間番号ｋが無いと判断する。この場合、電子制御ユニット２００は、ＥＶモードで走破できる走行区間がないと判断してステップＳ８の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、ソート区間番号ｋが１のときの走行区間の区間消費電力ＤＥ_１が、使用可能電力ＣＥ以下であれば、不等式（１）を満たすソート区間番号ｋが有ると判断し、ステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９において、電子制御ユニット２００は、不等式（１）を満たすソート区間番号ｋを算出する。なお以下では、ステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが９であった場合と、１０であった場合とを比較しつつ説明を行う。図４Ｂに示す例では、ＤＥ_６が９であり、ＤＥ_７が１１であるため、使用可能電力ＣＥが９又は１０のいずれの場合も、不等式（１）を満たすソート区間番号ｋは６となる。

ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、図４Ｂに示すように、ソート区間番号１からソート区間番号ｋ（図４Ｂに示す例ではｋ＝６）までの各走行区間をＥＶ区間（走行モードがＥＶモードに設定された走行区間）に設定し、ソート区間番号ｋ＋１からソート区間番号ｎまでの各走行区間をＣＳ区間に設定する。そして電子制御ユニット２００は、図４Ｃに示すように、各走行区間を実区間番号の順に再度並べ替ることによって第１走行計画（区間走行計画）を作成する。

ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、図４Ｃに示すように、第１走行計画においてＣＳ区間として設定された走行区間の道路情報に基づいて、各ＣＳ区間で走行のために消費される燃料量の推定値（以下「区間消費燃料量」という。）を算出し、それらの合計値である第１走行計画における走行消費燃料量ＤＦ１を算出する。

また電子制御ユニット２００は、第１走行計画においてＣＳ区間が設定されている各走行経路で触媒暖機のために消費される燃料量の推定値（以下「経路暖機消費燃料量」という。）を算出し、それらの合計値である第１走行計画における暖機消費燃料量ＨＦ１を算出する。本実施形態では、図４Ｃに示す通り、各走行経路で最初にＣＳモードに切り替えられた走行区間、すなわち各トリップで最初にＣＳモードに切り替えられた走行区間で、触媒暖機のための燃料が消費されるものとしている。

ステップＳ１２において、電子制御ユニット２００は、第１走行計画に従って走行モードを切り替えながら予想経路を走破したときに消費される燃料量の推定値（以下「第１総消費燃料量」という。）ＴＦ１を算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、図４Ｃに示すように、第１走行計画における走行消費燃料量ＤＦ１と暖機消費燃料量ＨＦ１とを加算して第１総消費燃料量ＴＦ１を算出する。

ステップＳ１３において、電子制御ユニット２００は、図５Ａに示すように、各走行区間の区間消費電力に基づいて、各走行経路をＥＶモードで走破したときの各走行経路における推定消費電力量（以下「経路消費電力」という。）を算出する。図５Ａにおいては、単純化した各走行区間の区間消費電力の走行経路毎の合計値が経路消費電力として記載されている。

ステップ１４において、電子制御ユニット２００は、図５Ｂに示すように、第２ソート処理を実施して走行経路の並び替えを行い、並び替えた順に各走行経路にソート経路番号ｉ（ｉ＝１，…，ｎ）を設定する。具体的には電子制御ユニット２００は、図５Ｂに示すように、各走行経路を経路消費電力が小さい順に並び替える。

ステップＳ１５において、電子制御ユニット２００は、下記の不等式（２）を満たすソート経路番号ｋの有無を判断する。不等式（２）のＲＥは、経路消費電力が少ない走行経路から順に経路消費電力を加算していった加算値を示すものである。不等式（２）において、ＲＥ_ｋは、ソート経路番号１からソート経路番号ｋまでの各走行経路の経路消費電力の合計値（加算値）であり、ＲＥ_ｋ＋１は、ソート経路番号１からソート経路番号ｋ＋１までの各走行経路の経路消費電力の合計値（加算値）である。
ＲＥ_ｋ≦ＣＥ＜ＲＥ_ｋ＋１ …（２）

電子制御ユニット２００は、ソート経路番号ｋが１のときの走行経路の経路消費電力ＲＥ_１が、使用可能電力ＣＥよりも大きければ、不等式（２）を満たすソート経路番号ｋが無いと判断する。この場合、電子制御ユニット２００は、ＥＶモードのまま走破できる走行経路がないと判断してステップＳ２１の処理に進む。一方で、電子制御ユニット２００は、ソート経路番号ｋが１のときの走行経路の経路消費電力ＲＥ_１が、使用可能電力ＣＥ以下であれば、不等式（２）を満たすソート経路番号ｋが有ると判断し、ステップＳ１６の処理に進む。

ステップＳ１６において、電子制御ユニット２００は、不等式（２）を満たすソート経路番号ｋを算出する。図５Ｂに示す例では、ＲＥ_１が９であり、ＲＥ_２が２０であるため、使用可能電力ＣＥが９又は１０のいずれの場合も、不等式（２）を満たすソート経路番号ｋは１となる。

ステップＳ１７において、電子制御ユニット２００は、図５Ｃに示すように、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎ（図５Ｃに示す例ではｋ＝１、ｎ＝２）までの各走行経路上の各走行区間に対して第３ソート処理を実施して走行区間の並び替えを行い、並び替えた順に各走行区間に第２ソート区間番号ｉ（ｉ＝１，…，ｎ；図５Ｃに示す例ではｎ＝５）を設定する。具体的には電子制御ユニット２００は、図５Ｃに示すように、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎまでの各走行経路上の各走行区間を、ＥＶ適正度が高い順に並び替えると共に、ＥＶ適正度が同じ走行区間については区間消費電力が小さい順に並び替え、区間消費電力も同じであればさらに実区間番号が小さい順に並び替える。

ステップＳ１８において、電子制御ユニット２００は、バッテリ５０の使用可能電力ＣＥから、ソート経路番号ｋまでの各走行経路の経路消費電力の合計値ＲＥ_ｋを減算したバッテリ５０の余剰電力ΔＣＥを算出する。ここで、仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが９であったとすると、ＲＥ_１は９なので余剰電力ΔＣＥは０となる。また、仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが１０であったとすると、ＲＥ_１は９なので余剰電力ΔＣＥは１となる。

ステップＳ１９において、電子制御ユニット２００は、下記の不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋの有無を判断する。不等式（３）のＥＥは、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎまでの各走行経路の中で、ＥＶ適正度が高く、かつ区間消費電力が小さい走行区間から順に区間消費電力を加算していった加算値を示すものである。不等式（３）において、ＥＥ_ｋは、第２ソート区間番号１から第２ソート区間番号ｋまでの各走行区間の区間消費電力の合計値（加算値）であり、ＥＥ_ｋ＋１は、第２ソート区間番号１からソート区間番号ｋ＋１までの各走行区間の区間消費電力の合計値である。
ＥＥ_ｋ≦ΔＣＥ＜ＥＥ_ｋ＋１ …（３）

電子制御ユニット２００は、第２ソート区間番号ｋが１のときの走行区間の区間消費電力ＥＥ_１が、余剰電力ΔＣＥよりも大きければ、不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋが無いと判断する。この場合、電子制御ユニット２００は、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎまでの各走行経路上の各走行区間の中で、ＥＶモードで走破できる走行区間がないと判断してステップＳ２０の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、第２ソート区間番号ｋが１のときの走行区間の区間消費電力ＥＥ_１が、余剰電力ΔＣＥ以下であれば、不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋが有ると判断し、ステップＳ２１の処理に進む。

図５Ｃに示す例では、第２ソート区間番号ｋが１のときの走行区間の区間消費電力ＥＥ_１は１である。そのため、仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが９であったとすると、前述した通り余剰電力ΔＣＥが０となるので、不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋが無いと判断されて、ステップＳ２０の処理に進むことになる。一方で、仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが１０であったとすると、前述した通り余剰電力ΔＣＥが１となるので、不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋが有ると判断されて、ステップＳ２１の処理に進むことになる。

ステップＳ２０において、電子制御ユニット２００は、図５Ｄに示すようにソート経路番号ｋ（図５Ｄに示す例ではｋ＝１）までの各走行経路を、その走行経路上の各走行区間を全てＥＶ区間としたＥＶ経路に設定し、ソート区間番号ｋ＋１からソート区間番号ｎまでの各走行経路を、その走行経路上の各走行区間を全てＣＳ区間としたＣＳ経路に設定する。そして電子制御ユニット２００は、図５Ｅに示すように、各走行経路を実経路番号の順に再度並べ替えたものを第２走行計画（経路優先走行計画）として設定する。

ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋを算出する。図５Ｃに示す例では、ＥＥ_ｋ（＝ＥＥ_１）は１、ＥＥ_ｋ＋１（＝ＥＥ_２）は３となるので、仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが１０であり、余剰電力ΔＣＥが１であるとすると、不等式（３）を満たす第２ソート区間番号ｋは１となる。

ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、図５Ｆに示すように、ソート経路番号ｋ（図５Ｆに示す例ではｋ＝１）までの各走行経路を、その走行経路上の各走行区間を全てＥＶ区間としたＥＶ経路に設定する。そして電子制御ユニット２００は、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎまでの各走行経路上の各走行区間に関しては、第２ソート区間番号ｋ（図５Ｆに示す例ではｋ＝１）までの各走行区間をＥＶ区間に設定し、第２ソート区間番号ｋ＋１から第２ソート区間番号ｎ（図５Ｆに示す例ではｎ＝５）までの各走行区間をＣＳ区間に設定する。そして電子制御ユニット２００は、図５Ｇに示すように、各走行区間を実区間番号の順に再度並べ替えたものを第２走行計画（経路優先走行計画）として設定する。

ステップＳ２３において、電子制御ユニット２００は、図５Ｅ及び図５Ｇに示すように、第２走行計画においてＣＳ区間として設定された走行区間の道路情報に基づいて、各ＣＳ区間の区間消費燃料量を算出し、それらの合計値である第２走行計画における走行消費燃料量ＤＦ２を算出する。

また電子制御ユニット２００は、第２走行計画でＣＳ区間が設定されている走行経路の経路暖機消費燃料量を算出し、それらの合計値である第２走行計画における暖機消費燃料量ＨＦ２を算出する。図５Ｅ及び図５Ｇに示す通り、本実施形態による第２走行計画では、実経路番号が１の走行経路でのみ経路暖機消費燃料量が発生する。

ステップＳ２４において、電子制御ユニット２００は、第２走行計画に従って走行モードを切り替えながら予想経路を走破したときに消費される燃料量の推定値（以下「第２総消費燃料量」という。）ＴＦ２を算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、図５Ｅ及び図５Ｇに示すように、第２走行計画における走行消費燃料量ＤＦ２と暖機消費燃料量ＨＦ２とを加算して第２総消費燃料量ＴＦ２を算出する。

ステップＳ２５において、電子制御ユニット２００は、第１総燃料消費量ＴＦ１と第２総燃料消費量ＴＦ２の大小を比較し、第１総燃料消費量ＴＦ１の方が小さいときはステップＳ２６の処理に進み、第２総燃料消費量ＴＦ２の方が小さいときは、ステップＳ２７の処理に進む。なお第１総燃料消費量ＴＦ１と第２総燃料消費量ＴＦ２とが同じである場合は、ステップＳ２６及びステップＳ２７のいずれの処理に進んでもよいが、本実施形態ではステップＳ２７の処理に進むようにしている。

ステップＳ２６において、電子制御ユニット２００は、第１走行計画を採用し、第１走行計画に従って走行モードの切替制御を実施する。

ステップＳ２７において、電子制御ユニット２００は、第２走行計画を採用し、第２走行計画に従って走行モードの切替制御を実施する。

ここで、仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが９であれば、図４Ｃに示した第１走行計画と、図５Ｅに示した第２走行計画が作成されることになるが、図４Ｃ及び図５Ｅに示すように、触媒暖機のための燃料消費量を考慮せずに作成された第１走行計画における走行消費燃料量ＤＦ１は、触媒暖機のための燃料消費量を考慮して複数トリップの走行を最適化した第２走行計画における走行消費燃料量ＤＦ２よりも少なくなっている。しかしながら、各走行計画における暖機消費燃料ＨＦ１，ＨＦ２を考慮すると、第１走行計画では２度の触媒暖機が必要になるため、第１総燃料消費量ＴＦ１のほうが、第２総燃料消費量ＴＦ２よりも多くなっていることがわかる。

また仮にステップＳ４で算出された使用可能電力ＣＥが１０であれば、図４Ｃに示した第１走行計画と、図５Ｇに示した第２走行計画が作成されることになるが、この場合は、走行消費燃料量も総消費燃料量も第２走行計画の方が少なくなっていることがわかる。

ところで、このように走行経路を複数の走行区間に分割し、各走行区間をＥＶモード又はＣＳモードのいずれの走行モードで走行するかを設定した走行計画を作成する場合、図４Ｃや図５Ｇに示すように、一部の走行経路（図４Ｃでは実経路番号が１と２の走行経路、図５Ｇでは実経路番号が１の走行経路）が、ＥＶ区間とＣＳ区間とが混在する走行経路になるときがある。このように、ＥＶ区間とＣＳ区間とが混在する走行経路が生じると、以下のような問題が生じるおそれがある。以下、図６を参照して、この問題点について説明する。

図６は、ＥＶ区間とＣＳ区間とが混在する走行経路において生じる問題点について説明する図である。

図６に示すように、走行計画が作成された結果、或る走行経路において、最初の走行区間がＥＶ区間に設定される場合がある。また、ＣＳ区間として設定された走行区間（図６では実区間番号が２の走行区間）の後、ＥＶ区間として設定された走行区間（図６では実区間番号が３から５までの走行区間）が連続して続き、その後に再びＣＳ区間として設定された走行区間（図６では実区間番号が６の走行区間）が生じる場合がある。

このように、或る走行経路の最初の走行区間がＥＶ区間である場合には、当該走行経路の最初に触媒の暖機を実施してしまうと、最初のＥＶ区間中に触媒温度が低下していってしまうので、当該走行経路の最初のＣＳ区間で触媒の初期暖機を実施することが望ましい。

また、或る走行経路の中で、ＣＳ区間の後にＥＶ区間として設定された走行区間が連続して続くと、ＥＶモードで走行する時間や距離が長くなるため、ＥＶ区間の前のＣＳ区間において暖機を完了させた触媒の温度が、ＥＶ区間中に当該触媒の排気浄化機能が活性化する活性化温度以下まで低下してしまうおそれがある。

そうすると、ＥＶ区間の後にＣＳ区間が設定されている場合には、ＥＶ区間の後のＣＳ区間において、再び触媒の暖機を行わなければならなくなるので、触媒の暖機が完了するまでの間の排気性能が悪化すると共に、走行計画に従って走行モードを切り替えて走行したときの燃料消費量が、想定よりも増加してしまうことになる。一方で、ＥＶ区間の後にＣＳ区間が設定されていなければ、ＥＶ区間の後に内燃機関１０が始動されることがないので、ＥＶ区間中に触媒温度が活性化温度以下まで低下したとしても、このような問題は生じない。

そこで本実施形態では、或る走行経路の最初の走行区間がＥＶ区間である場合には、当該走行経路の最初のＣＳ区間で触媒の初期暖機をできるようにするための触媒初期暖機制御を実施することとした。また、ＥＶ区間とＣＳ区間とが混在する走行経路において、一度暖機させた触媒の温度が活性化温度以下まで低下しないように、必要に応じて一時的に内燃機関１０を運転させて触媒温度を上昇させる触媒昇温制御を実施することとした。

図７は、本実施形態による触媒初期暖機制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、今回のトリップの最初の走行区間がＥＶ区間であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、今回のトリップの最初の走行区間がＥＶ区間であれば、ステップＳ３２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、今回のトリップの最初の走行区間がＣＳ区間であれば、今回のトリップの最初に触媒の初期暖機を実施することになるため、今回の処理を終了する。

ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、最初の走行区間よりも後の走行区間にＣＳ区間が存在するか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、最初の走行区間よりも後の走行区間にＣＳ区間が存在していれば、ステップＳ３３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、最初の走行区間よりも後の走行区間にＣＳ区間が存在していなければ、今回の処理を終了する。

ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、触媒の初期暖機開始地点を設定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、今回のトリップの走行経路の中で最初にＣＳ区間として設定されている走行区間の始点よりも手前の地点を、触媒の初期暖機開始地点として設定する。なお触媒の初期暖機開始地点は、ＣＳ区間の始点でもよい。

ステップＳ３４において、電子制御ユニット２００は、車両１００の現在位置が触媒の初期暖機開始地点であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、車両１００の現在位置が触媒の初期暖機開始地点であれば、ステップＳ３５の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、車両１００の現在位置が触媒の初期暖機開始地点でなければ、車両１００の現在位置が触媒の初期暖機開始地点になるまで待機する。

ステップＳ３５において、電子制御ユニット２００は、所定時間又はＣＳ区間の始点に至るまで、触媒の初期暖機を実施する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、内燃機関１０を始動させると共に、例えば点火時期を遅角させるなど、排気温度を通常よりも高温にする制御を実施して内燃機関１０を運転させる。

図８は、本実施形態による触媒昇温制御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、今回のトリップで既に一度触媒の暖機を行ったか否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、今回のトリップで既に一度ＣＳ区間を走行していれば、今回のトリップで既に一度触媒の暖機を行ったと判定して、ステップＳ４２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、今回のトリップでまだ一度もＣＳ区間を走行していなければ、今回のトリップでまだ一度も触媒の暖機を行っていないと判定して、今回の処理を終了する。

ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、現在の走行区間がＥＶ区間であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、現在の走行区間がＥＶ区間であればステップＳ４３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、現在の走行区間がＥＶ区間でなければ、ステップＳ４８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、今回のトリップの残りの走行区間の中にＣＳ区間が存在しているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、今回のトリップの残りの走行区間の中にＣＳ区間が存在していれば、ステップＳ４４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、今回のトリップの残りの走行区間の中にＣＳ区間が存在していなければ、今回の処理を終了する。

ステップＳ４４において、電子制御ユニット２００は、触媒温度センサ２１０によって検出された触媒温度を読み込む。なお触媒温度センサ２１０を備えていない場合は、例えば内燃機関１０の停止時における触媒温度や内燃機関１０を停止してからの経過時間などに基づいて、触媒温度を推定するようにしてもよい。

ステップＳ４５において、電子制御ユニット２００は、触媒温度が所定の制御下限温度以上であるか否かを判定する。制御下限温度は、内燃機関１０の冷間始動時における触媒温度に相当する温度であって、例えば平均的な外気温度とすることができる。制御下限温度は、活性化温度よりも低い温度である。

仮に今回のトリップで既に一度ＨＶモードでの走行を行っていたとしても、走行期間が短かった場合などは、触媒温度がほとんど上昇せず、触媒温度が内燃機関１０の冷間始動時における温度からほとんど変化していないことも考えられる。このような場合、ＥＶ区間の後のＨＶ区間で触媒の暖機を実施する必要があるので、敢えてＥＶ区間で内燃機関１０を一時的に運転させて触媒温度を上昇させる必要はない。そのため電子制御ユニット２００は、触媒温度が所定の制御下限温度以上であれば、ステップＳ４６の処理に進み、触媒温度が制御下限温度未満であれば、今回の処理を終了する。

ステップＳ４６において、電子制御ユニット２００は、触媒温度が所定の昇温基準温度未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、触媒温度が昇温基準温度未満であれば、ステップＳ４７の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、触媒温度が昇温基準温度以上であれば、今回の処理を終了する。

ステップＳ４７において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１０を始動させ、内燃機関１０を所定時間だけ運転させることで、触媒温度を上昇させる。

なおステップＳ４７の処理に進んだ場合に内燃機関１０を始動させるのを、走行負荷が、内燃機関１０を所定の熱効率以上で運転させることが可能な走行負荷以上のときに限るようにしてもよい。これは、例えば停車中や低速走行中のなどの機関低負荷のときに内燃機関１０を運転させると、熱効率が低い状態で内燃機関１０が運転させることになるので、燃料消費量が増加するおそれがあるためである。

ステップＳ４８において、電子制御ユニット２００は、ＣＳ区間において走行モードがＥＶモードに設定されているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、ＣＳ区間において走行モードがＥＶモードに設定されていれば、ＥＶ区間中と同様に触媒温度が低下してしまうので、ＣＳ区間中にＨＶモードに切り替えられたときに触媒温度が活性化温度以下になってしまうのを抑制するため、ステップＳ４４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、ＣＳ区間において走行モードがＨＶモードに設定されていれば、内燃機関１０の運転が行われており、触媒温度が低下するおそれはないと判断して今回の処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、内燃機関１０と、充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０の電力によって駆動される第２回転電機４０（回転電機）と、を備えるハイブリッド車両を制御するための電子制御ユニット２００（制御装置）が、走行経路を複数の走行区間に分割し、各走行区間を、走行負荷に基づいて第２回転電機４０の出力を制御してハイブリッド車両を走行させるＥＶモード、又はバッテリ充電量と走行負荷とに基づいて内燃機関１０及び第２回転電機４０の出力を制御してハイブリッド車両を走行させるＣＳモードのいずれの走行モードで走行するかを設定した走行計画を作成する走行計画作成部と、走行計画に従って走行モードを切り替える走行モード切替部と、内燃機関１０の排気浄化触媒の温度を昇温させる触媒昇温制御を実施する触媒昇温制御部と、を備える。

そして触媒昇温制御部は、走行経路を走行計画に従って走行している場合において、ＥＶモードで走行するＥＶ区間を走行しているときは、当該走行経路において既に排気浄化触媒の暖機を行っており、かつ、走行経路上の残りの走行区間にＣＳモードで走行するＣＳ区間が存在していれば、排気浄化触媒の温度が排気浄化触媒の排気浄化機能が活性化する活性化温度よりも高い所定の昇温基準温度未満になったときに、触媒昇温制御を実施するように構成される。具体的には触媒昇温制御として、内燃機関１０を所定時間だけ運転させる制御を実施するように構成されている。

このように本実施形態によれば、走行経路上の残りの走行区間にＣＳモードで走行するＣＳ区間が存在している場合に限って、必要に応じてＥＶ区間中に触媒昇温制御が実施されるので、ＥＶ区間の後に内燃機関１０が始動される予定がないにもかかわらず、無駄に触媒を昇温させるための燃料を消費してしまうのを抑制できる。そのため、燃費の悪化を抑制することができる。

また、ＥＶ区間として設定された走行区間が連続して続いてＥＶモードで走行する時間や距離が長くなったとしても、ＥＶ区間の前のＣＳ区間において暖機を完了させた触媒の温度が、ＥＶ区間中に活性化温度以下まで低下してしまうのを抑制できる。そのため、ＥＶ区間の後のＣＳ区間において排気性能が悪化するのを抑制できる。さらに、ＥＶ区間中に触媒温度が活性化温度以下まで低下すると、その後のＣＳ区間で再度の触媒暖機を行う必要があり、１トリップ中に複数回の触媒暖機を行う必要があるが、本実施形態のようにＥＶ区間中に所定時間だけ内燃機関１０を運転させて触媒温度を高温に維持することで、触媒暖機の回数が増加することによる燃料消費量の増加を抑えることができる。

また本実施形態におけるＣＳモードは、走行負荷が切替負荷未満のときは第２回転電機４０の出力だけでハイブリッド車両を走行させ、走行負荷が切替負荷以上のときは内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の出力でハイブリッド車両を走行させる走行モードであり、触媒昇温制御部は、ＣＳ区間を走行している場合において、第２回転電機４０の出力だけでハイブリッド車両を走行させているときに、排気浄化触媒の温度が昇温基準温度未満となったときも、触媒昇温制御を実施するようにさらに構成されている。

これにより、ＣＳ区間中に第２回転電機４０の出力だけで車両１００を走行させているときに、触媒温度が活性化温度以下まで低下してしまうのを抑制できる。そのため、ＣＳ区間中に第２回転電機４０の出力だけで車両１００を走行させている状態から、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の出力で車両１００を走行させる状態に切り替えられたときに排気性能が悪化するのを抑制できる。

なお本実施形態において、走行負荷が内燃機関１０を所定の熱効率以上で運転させることが可能な負荷以上のときに限り触媒昇温制御が実施されるように、触媒昇温制御部を構成してもよい。これにより、触媒温度を昇温するために、熱効率の悪い状態で内燃機関１０の運転を行ってしまうのを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、触媒初期暖機制御、及び触媒昇温制御の内容が、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

図９は、本発明の第２実施形態による車両１００、及び車両１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。

図９に示すように、本実施形態による内燃機関１０の触媒装置１５は、基材１５１に電力を供給して基材１５１を加熱することができるように、一対の電極１５２と、電圧調整回路１５３と、を備える。

本実施形態による基材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る。

一対の電極１５２は、それぞれ電気的に絶縁された状態で基材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を介して基材１５１に電圧を印加して基材１５１に電力を供給することで、基材１５１に電流が流れて基材１５１が発熱し、基材１５１に担持された触媒が加熱される。一対の電極１５２によって基材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。

図１０は、本実施形態による触媒初期暖機制御について説明するフローチャートである。図１０において、ステップＳ３１からステップＳ３４までのまでの処理の処理内容は、基本的に第１実施形態と同様の内容なので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ５１において、電子制御ユニット２００は、所定時間又はＣＳ区間の始点に至るまで、一対の電極１５２を介して基材１５１に電圧を印加して基材１５１に電力を供給し、基材１５１を加熱することで、触媒の初期暖機を実施する。

図１１は、本実施形態による触媒昇温制御について説明するフローチャートである。図１１において、ステップＳ４１からステップＳ４６までの処理の処理内容は、基本的に第１実施形態と同様の内容なので、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、一対の電極１５２を介して基材１５１に電圧を印加して基材１５１に電力を供給し、所定時間だけ基材１５１を加熱することで、触媒温度を上昇させる。なお、所定時間だけ基材１５１を加熱するのではなく、基材１５１の温度が所定温度（例えば昇温基準温度よりも高い温度）になるまで基材１５１を加熱するようにしてもよい。

以上説明した本実施形態のように、触媒昇温制御として、基材１５１に電力を供給して基材１５１を所定時間だけ加熱させる制御を実施するように電子制御ユニット２００を構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、電制御ユニット２００で実施していた処理の一部をサーバ３００によって実施させる点で、上記の各実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

図１２は、本発明の第３実施形態による車両１００、及び車両１００を制御するための制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。

本実施形態による車両１００の構成は、第１実施形態と同様であるが、図１２に示すように本実施形態では、車両１００を制御するための制御装置が電子制御ユニット２００とサーバ３００とによって構成されている。電子制御ユニット２００とサーバと３００は、ネットワーク４００を介して互いに通信可能である。なお、サーバ３００は車両１００だけでなく他の複数の車両とも通信可能である。

サーバ３００は、通信インターフェース、中央演算装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなメモリ、ハードディスクドライブ等を備える。サーバ３００は、ハードディスクドライブに記憶されたプログラム等を実行することによって、第１実施形態から第４実施形態において電子制御ユニット２００で作成していた走行計画を、電子制御ユニット２００に代わって作成し、電子制御ユニット２００に送信する。

このように、電子制御ユニット２００の代わりにサーバ３００によって走行計画を作成することで、電子制御ユニット２００の演算負荷を低減することができ、ひいては電子制御ユニット２００の製造コストを低減することができる。

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。

たとえば上記の各実施形態では、車両１００として、バッテリ５０が外部電源と電気的に接続可能に構成されたプラグインハイブリッド車両を例に説明したが、通常のハイブリッド車両であっても良い。

また上記の第１実施形態では、図５ＢのステップＳ３６において、ソート経路番号ｋまでの各走行経路を、その走行経路上の各走行区間を全てＥＶ区間としたＥＶ経路に設定し、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎまでの各走行経路上の各走行区間に関しては、第２ソート区間番号ｋまでの各走行区間をＥＶ区間に設定し、第２ソート区間番号ｋ＋１から第２ソート区間番号ｎまでの各走行区間をＨＶ区間に設定し、各走行区間を実区間番号の順に再度並べ替えることによって１つの第２走行計画を作成していた。

しかしながら、例えばステップＳ１６において、不等式（２）を満たすソート経路番号ｋが２以上である場合には、ステップＳ１７からステップＳ２２までの処理において、以下のようにして複数個（ソート経路番号ｋ個分）の第２走行計画（経路優先走行計画）を作成し、その中で第２総消費燃料ＴＦ２が最も少なくなるものを第２走行計画として採用し、ステップＳ２０で第１走行計画の第１総消費燃料ＴＦ１と比較するようにしても良い。

例えば図１３Ａに示すように、走行経路が３つ（すなわち経由地が２つ）ある場合を考えたとき、第２ソート処理を実施して各走行経路を経路消費電力が小さい順に並び替えると、図１３Ｂに示す通りとなる。

このとき、例えばステップＳ１６で算出された、不等式（２）を満たすソート経路番号ｋが２の場合であれば、まずは第１実施形態と同様に、図１３Ｃに示すように、ソート経路番号ｋ（図１３Ｃに示す例ではｋ＝２）までの各走行経路を、その走行経路上の各走行区間を全てＥＶ区間としたＥＶ経路に設定する。そして、ソート経路番号ｋ＋１からソート経路番号ｎまでの各走行経路上の各走行区間に関しては、バッテリの余剰電力ΔＣＥ（＝ＣＥ－ＲＥ_２）を考慮してＥＶ区間として設定可能な第２ソート区間番号ｋ（図１３Ｃに示す例ではｋ＝１）までの各走行区間をＥＶ区間に設定し、第２ソート区間番号ｋ＋１から第２ソート区間番号ｎ（図１３Ｃに示す例ではｎ＝５）までの各走行区間をＨＶ区間に設定する。そして、図１３Ｄに示すように、各走行区間を実区間番号の順に再度並べ替えたものを１つ目の第２走行計画として設定する。

次に、第１実施形態とは異なり、図１３Ｅに示すように、ソート経路番号が１の走行経路の各走行区間を全てＥＶ区間としたＥＶ経路に設定する。そして、ソート経路番号２からソート経路番号ｎまでの各走行経路上の各走行区間に関しては、バッテリの余剰電力ΔＣＥ（＝ＣＥ－ＲＥ_１）を考慮してＥＶ区間として設定可能な第２ソート区間番号ｋ（図１３Ｅに示す例ではｋ＝４）までの各走行区間をＥＶ区間に設定し、第２ソート区間番号ｋ＋１から第２ソート区間番号ｎ（図１３Ｅに示す例ではｎ＝８）までの各走行区間をＨＶ区間に設定する。そして、図１３Ｆに示すように、各走行区間を実区間番号の順に再度並べ替えたものを２つ目の第２走行計画として設定する。

そして、このように作成した各第２走行計画の第２総消費燃料ＴＦ２をそれぞれ算出し、その中で第２総消費燃料ＴＦ２が最も少なくなるものを第２走行計画として採用し、ステップＳ２０で第１走行計画の第１総消費燃料ＴＦ１と比較するようにしても良い。

１０ 内燃機関
４０ 第２回転電機（回転電機）
５０ バッテリ
１００ 車両（ハイブリッド車両）
２００ 電子制御ユニット
３００ サーバ

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   充放電可能なバッテリと、
   前記バッテリの電力によって駆動される回転電機と、
   を備えるハイブリッド車両を制御するためのハイブリッド車両の制御装置であって、
   走行経路を複数の走行区間に分割し、各走行区間を、走行負荷に基づいて前記回転電機の出力を制御して前記ハイブリッド車両を走行させるＥＶモード、又はバッテリ充電量と前記走行負荷とに基づいて前記内燃機関及び前記回転電機の出力を制御して前記ハイブリッド車両を走行させるＣＳモードのいずれの走行モードで走行するかを設定した走行計画を作成する走行計画作成部と、
   前記走行計画に従って走行モードを切り替える走行モード切替部と、
   前記内燃機関の排気浄化触媒の温度を昇温させる触媒昇温制御を実施する触媒昇温制御部と、
   を備え、
   前記触媒昇温制御部は、
   前記走行経路を前記走行計画に従って走行している場合において、前記ＥＶモードで走行するＥＶ区間を走行しているときは、当該走行経路において既に前記排気浄化触媒の初期暖機を行っており、かつ、前記走行経路上の残りの走行区間に前記ＣＳモードで走行するＣＳ区間が存在していれば、前記排気浄化触媒の温度が前記排気浄化触媒の排気浄化機能が活性化する活性化温度よりも高い所定の昇温基準温度未満になったときに、前記触媒昇温制御を実施し、
   前記ＥＶ区間を走行している場合において、前記排気浄化触媒の初期暖機をまだ行っていないとき、前記走行経路上の残りの走行区間に前記ＣＳ区間が存在していないとき、又は前記走行経路上の残りの走行区間に前記ＣＳ区間が存在していても前記排気浄化触媒の温度が前記昇温基準温度以上であるときは、前記触媒昇温制御を実施しないように構成される、
   ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記ＣＳモードは、前記走行負荷が切替負荷未満のときは前記回転電機の出力だけで前記ハイブリッド車両を走行させ、前記走行負荷が前記切替負荷以上のときは前記内燃機関及び前記回転電機の双方の出力で前記ハイブリッド車両を走行させる走行モードであり、
   前記触媒昇温制御部は、
   前記ＣＳ区間を走行している場合において、前記回転電機の出力だけで前記ハイブリッド車両を走行させているときに、前記排気浄化触媒の温度が前記昇温基準温度未満となったときも、前記触媒昇温制御を実施するようにさらに構成される、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記バッテリ充電量が低い場合は、高い場合と比べて前記切替負荷を小さくする、
   請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記触媒昇温制御は、前記内燃機関を所定時間だけ運転させる制御である、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記触媒昇温制御は、
   前記走行負荷が、前記内燃機関を所定の熱効率以上で運転させることが可能な負荷以上のときに限り、前記触媒昇温制御を実施するようにさらに構成される、
   請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記触媒昇温制御は、前記排気浄化触媒を表面に担持させた基材に電力を供給して、前記基材を所定時間だけ加熱するか、又は前記基材の温度が所定温度以上になるまで前記基材を加熱する制御である、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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