WO2008059944A1

WO2008059944A1 - Véhicule hybride et son procédé de commande

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Publication number: WO2008059944A1
Application number: PCT/JP2007/072247
Authority: WO
Inventors: Osamu Harada; Daigo Ando
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2008-05-22
Also published as: EP2083156A1; US8774993B2; JP4862621B2; CN101542095A; EP2083156A4; US20100185349A1; JP2008120333A; EP2083156B1; CN101542095B

Description

明細書ハイプリッド車両およびその制御方法技術分野

この発明は、内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載するハイブリツド車両およびその制御方法に関する。

背景技術

環境に配慮した自動車としてハイブリッド車両（Hybrid Vehicle) が注目されている。このハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動されるモータとを車両走行用の動力源として搭載する。

このようなハイブリッド車両においても、エンジンを搭載している以上、従来のエンジンのみを動力源とする車両と同様に、エンジンからの排気ガスを浄化する触媒コンバータが一般に搭載されている。

特開 2 0 0 3— 2 6 9 2 0 8号公報は、触媒コンバ一タを搭載したハイブリッド車両の制御装置を開示する。この制御装置は、バッテリの S O C (State of Charge) が下限値以下になると、エンジンを駆動させてバッテリの充電を行なう。そして、この制御装置は、バッテリの S O Cが上記の下限値よりも大きい設定値になると、エンジンや触媒コンバータなどをプレヒートさせる。

この制御装置によれば、エンジンの始動時にエンジンや触媒コンバータが既に暖機されているので、エミッシヨンの悪化を防止することができる。

しかしながら、上記公報に開示される制御装置では、エンジンを駆動させることなくモータのみで走行する走行モード（以下「E Vモード」とも称する。）で目的地まで到達できるような場合においても、エンジンや触媒コンバータの暖機が行なわれ得るので、燃費を悪化させる可能性がある。

特に、車両外部の電源（系統電源など）から蓄電装置を充電可能なハイブリツド車両では、たとえば従来数 k m程度であった E Vモードでの走行距離が 1 0 k m以上に拡大され、 E Vモードでの走行が大半を占める可能性があるので、上記の問題が顕著に現われることが想定される。発明の開示

そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、触媒コンバ一タの不必要な暖機を防止して燃費の悪化を防止するハイプリッド車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、触媒コンバータの不必要な暖機を防止して燃費の悪化を防止するハイプリッド車両の制御方法を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載するハイブリッド車両であって、触媒コンバータと、暖機部と、設定部と、推定部と、比較部と、制御部とを備える。触媒コンバータは、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する。暖機部は、触媒コンバータを暖機する。設定部は、当該車両の走行距離を設定する。推定部は、内燃機関を停止させ、かつ、電動機を駆動して走行する電動機走行モードで走行可能な距離を、電動機に電力を供給する蓄電装置の充電状態（S O C ) に基づいて推定する。比較部は、推定部により推定された走行距離を設定部により設定された走行距離と比較する。制御部は、比較部の比較結果に基づいて暖機部を制御する。

好ましくは、制御部は、推定部により推定された走行距離の方が設定部により設定された走行距離よりも大きいとき、暖機部による触媒コンバータの暖機を禁止する。

さらに好ましくは、制御部は、触媒コンバータの暖機禁止中に内燃機関の始動が要求されたとき、暖機部による触媒コンバ一タの暖機の禁止を解除する。

好ましくは、比較部は、設定部により当該車両の走行距離が再設定されると、その再設定された走行距離を推定部により推定された走行距離と比較する。制御部は、その比較結果に基づいて暖機部を制御する。

好ましくは、比較部は、暖機部による触媒コンバータの暖機中に設定部により当該車両の走行距離が再設定されると、その再設定された走行距離を推定部により推定された走行距離と比較する。制御部は、推定部により推定された走行距離の方が再設定された走行距離よりも大きいとき、暖機部による触媒コンバータの暖機を停止する。

好ましくは、設定部により設定された走行距離よりも短い距離で当該車両のシステムが停止した場合、比較部は、次回のシステム起動時、設定された走行距離に対する残存距離を推定部により推定された走行距離と比較する。制御部は、その比較結果に基づいて暖機部を制御する。

好ましくは、ハイブリッド車両は、発電部と、しきい値設定部とをさらに備える。発電部は、蓄電装置を充電するための電力を内燃機関の動力を用いて発生する。内燃機関は、蓄電装置の充電状態（S O C ) が所定のしきい値を下回ると起動される。しきい値設定部は、推定部により推定された走行距離の方が設定部により設定された走行距離よりも大きいとき、所定のしきい値に第 1のしきい値を設定する。また、しきい値設定部は、推定部により推定された走行距離の方が設定部により設定された走行距離よりも小さいとき、第 1のしきい値よりも大きい第 2のしきい値を所定のしきい値に設定する。

好ましくは、ハイブリッド車両は、当該車両の外部から与えられる電力を受けて蓄電装置を充電するための充電部をさらに備える。

好ましくは、設定部は、当該車両の目的地を設定可能なナビゲーシヨン装置を含む。ナビゲーシヨン装置は、設定された目的地に基づいて当該車両の走行距離を算出する。

また、好ましくは、設定部は、当該車両の走行距離を入力可能な入力装置を含む。

また、好ましくは、設定部は、予め定められた固定値を当該車両の走行距離として設定する。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載するハイプリッド車両の制御方法である。ハイプリッド車両は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒コンパ一タと、触媒コンバータを暖機する暖機部とを備える。そして、制御方法は、第 1 から第 5のステップを含む。第 1のステップでは、当該車両の走行距離を設定する。第 2のステップでは、電動機に電力を供給する蓄電装置の充電状態（S O C ) を推定する。第 3のステップでは、内燃機関を停止させ、かつ、電動機を駆動して走行する電動機走行モードで走行可能な距離を、推定された充電状態に基づいて推定する。第 4のステップでは、その推定された走行距離を第 1のステツプにおいて設定された走行距離と比較する。第 5のステップでは、その比較結果に基づいて暖機部を制御する。

好ましくは、ハイプリッド車両は、蓄電装置を充電するための電力を内燃機関の動力を用いて発生する発電部をさらに備える。内燃機関は、蓄電装置の充電状態（S O C ) が所定のしきい値を下回ると起動される。制御方法は、第 6および第 7のステップをさらに含む。第 6のステップでは、第 3のステップにおいて推定された走行距離の方が第 1のステップにおいて設定された走行距離よりも大きいとき、所定のしきい値に第 1のしきい値を設定する。第 7のステップでは、第 3のステップにおいて推定された走行距離の方が第 1のステップにおいて設定された走行距離よりも小さいとき、第 1のしきい値よりも大きい第 2のしきい値を所定のしきい値に設定する。

この発明においては、電動機走行モードで走行可能な距離が蓄電装置の S O C に基づいて推定され、その推定された走行距離が、設定された当該車両の走行距離と比較される。そして、その比較結果に基づいて、触媒コンバータを暖機する暖機部が制御されるので、設定された走行距離を電動機走行モードのみで走行可能な場合には、内燃機関の動作を前提とした触媒コンバータの暖機を防止し得る。したがって、この発明によれば、触媒コンバータの不必要な暖機を防止して燃費の悪化を防止することが可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態 1によるハイプリッド車両の全体ブロック図である。

図 2は、図 1に示す H V— E C Uの機能ブロック図である。

図 3は、蓄電装置の S O Cの変化を示した図である。

図 4は、図 1に示す H V— E C Uによる触媒コンバータの暖機禁止制御に関するフローチヤ一トである。図 5は、システム起動後に実行される触媒コンバータの暖機禁止制御に関するフローチヤ一トである。

図 6は、実施の形態 2における HV— ECUの機能ブロック図である。

図 7は、実施の形態 2における HV— ECUによるエンジン起動 S〇Cの設定処理に関するフロ一チヤ一トである。

図 8は、システム起動後に実行されるエンジン起動 SO Cの設定処理に関するフローチヤ一トである。

図 9は、充電用インバータを別途備えたハイブリッド車両の全体ブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない

[実施の形態 1]

図 1は、この発明の実施の形態 1によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図 1を参照して、ハイブリッド車両 100は、エンジン 2と、排気通路 7 と、触媒コンバータ 8と、モータジェネレータ MG 1， MG2と、動力分割機構 4と、車輪 6とを備える。また、ハイブリッド車両 100は、蓄電装置 10と、昇圧コンバータ 20と、インバータ 30， 40と、正極線 PL 1， PL 2と、負極線 NL 1, NL 2と、コンデンサ C l， C 2と、電力線 ACL 1, ACL 2と、コネクタ 1 10とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両 100は、 MG— ECU (Electric Control Unit) 50と、 EG— ECU60と、 HV— ECU 70と、ナビゲーシヨン装置 80とをさらに備える。

このハイブリッド車両 100は、エンジン 2およびモータジェネレータ MG 2 を動力源として走行する。動力分割機構 4は、エンジン 2とモータジェネレータ MG 1, MG 2とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構 4としては、サンギヤ、プラネタリキヤリャおよびリングギヤの 3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この 3つの回転軸がエンジン 2およびモータジェネレータ MG 1， MG 2の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータ MG 1のロータを中空としてその中心にエンジン 2のクランク軸を通すことで動力分割機構 4にエンジン 2とモータジェネレータ MG 1, MG 2とを機械的に接続することができる。なお、モータジェネレータ MG 2の回転軸は、図示されない減速ギヤや差動ギヤを介して車輪 6に連結される。

そして、モータジェネレータ MG 1は、エンジン 2によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン 2の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両 100に組込まれ、モータジェネレータ MG 2は、車輪 6を駆動する電動機としてハイプリッド車両 100に組込まれる。

触媒コンバータ 8は、排気通路 7に設けられ、エンジン 2から排出される排気ガスの有害成分を浄化する。触媒コンバータ 8は、温度が低いと触媒が十分に活性化されず、触媒による排気浄化作用が十分に機能しない。したがって、触媒コンバータ 8を十分に機能させるためには、触媒コンバータ 8を暖機することが必要である。

蓄電装置 10は、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池から成る。蓄電装置 10は、正極線 PL 1および負極線 NL 1を介して昇圧コンバータ 20に接続される。蓄電装置 10は、図示されない電圧センサおよび電流センサを含み、蓄電装置 10の端子間電圧 V Bおよび充放電電流 I Bの検出値を HV— ECU 70へ出力する。なお、蓄電装置 10を電気二重層キャパシタで構成してもよい。

昇圧コンバータ 20は、正極線 P L 1および負極線 NL 1と正極線 P L 2および負極線 NL 2との間に設けられる。昇圧コンバータ 20は、 MG— ECU50 からの駆動信号 PWCに基づいて、正極線 PL 1と正極線 PL 2との間で電圧変換を行なう。なお、この昇圧コンバータ 20は、たとえば、昇降圧チヨツバ回路力ら成る。

コンデンサ C 1は、正極線 P L 1と負極線 NL 1との間に接続され、正極線 P L 1と負極線 NL 1との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサ C2は、正極線 P L 2と負極線 NL 2との間に接続され、正極線 P L 2と負極線 NL 2との間の電圧変動を平滑化する。インバータ 30， 40は、互いに並列して正極線 P L 2および負極線 NL 2に接続される。そして、インバータ 30は、 MG— ECU 50からの駆動信号 PW I 1に基づいてモータジェネレータ MG 1をカ行/回生駆動し、インバータ 40 は、 MG— ECU 50からの駆動信号 PW I 2に基づいてモータジェネレータ M G 2をカ行回生駆動する。なお、インバータ 30, 40は、たとえば、三相分のスィツチング素子を含むプリッジ回路から成る。

また、インバータ 30, 40は、コネクタ 1 10に接続される車両外部の電源 1 20から蓄電装置 10の充電が行なわれるとき、電源 120から電力線 AC L 1， AC L 2を介してモータジェネレータ MG 1 , 1^02の中性点1^1， N2に与えられる電力を MG— ECU 50からの駆動信号 PW I 1, PW I 2に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線 P L 2へ出力する。

モータジェネレータ MG 1 , MG2は、三相交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流同期電動機から成る。モータジェネレ一タ MG 1は、インバータ 30によって回生駆動され、エンジン 2の動力を用いて発電した三相交流電圧をインバータ 30へ出力する。また、モータジエネレータ MG 1は、エンジン 2の始動時、インバータ 30によってカ行駆動され、エンジン 2をクランキングする。モータジェネレータ MG 2は、インバータ 40 によってカ行駆動され、車輪 6を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータ MG 2は、車両の回生制動時、インバータ 40によって回生駆動され、車輪 6から受ける回転力を用いて発電した三相交流電圧をインバータ 40 へ出力する。

MG-ECU 50は、 HV— ECU 70からの各モータジェネレータのトルク指令値 TR、ならびに図示されない各センサから送信された信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて、昇圧コンバータ 20を駆動するための駆動信号 PWCおよびインバータ 30， 40をそれぞれ駆動するための駆動信号 PW I 1， PWI 2を生成し、その生成した駆動信号 PWC, PWI 1， PWI 2をそれぞれ昇圧コンバータ 20およびィンバータ 30， 40へ出力する。

また、 MG— ECU 50は、 HV— ECU 70から外部充電指令 EXCGを受けているとき、電源 120から電力線 ACL 1， AC L 2を介して中性点 N 1， N 2に与えられる交流電力を直流電力に変換して正極線 P L 2へ出力するように、インバータ 30, 40を制御するための駆動信号 PW I 1 , PWI 2を生成する。具体的には、 MG— ECU 50は、中性点 N l， N 2に与えられる交流電力の入力に応じて、インバータ 30, 40の各々において各相アームを同時にスィッチング制御し、インバータ 30， 40およびモータジェネレータ MG 1， MG2のコイルを単相 PWMコンバータとして動作させる。

EG— ECU60は、イグニッションキーの状態やアクセル開度、車両速度などに基づいてエンジン 2を制御する。ここで、 EG— ECU 60は、 HV— EC U 70から制御信号 CTL 1を受けると、触媒コンバータ 8を暖機するための制御（以下「暖機制御」とも称する。）を行なう。具体的には、 EG— ECU 60 は、エンジン 2を始動させ、吸気バルブの開閉タイミングを遅角させてエンジン 2を動作させる。これにより、エンジン 2からの排気ガスの熱量で触媒コンパ一タ 8が暖機される。また、 EG— ECU 60は、 HV— ECU 70から制御信号 C T L 2を受けると、 .触媒コンバ一タ 8の暖機制御を禁止し、または暖機制御実行中であれば暖機制御を停止する。さらに、 EG— ECU60は、 HV— ECU 70から制御信号 CTL 3を受けると、与えられる制御指令に従ってエンジン 2 を駆動制御する。

HV— ECU70は、モータジェネレータ MG 1， MG2およびエンジン 2を駆動制御するのに必要な制御指令を生成し、その生成した制御指令を M G -EC U50および EG— ECU60へ出力する。

また、 HV_ ECU 70は、現在位置から目的地までの走行距離 Lをナビゲーシヨン装置 80から受ける。そして、 HV— ECU 70は、後述の方法により、エンジン 2を停止させてモ一タジエネレータ MG 2のみを用いて走行する E Vモード（なお、以下では、 EVモードでの走行を「EV走行」とも称する。）で走行距離 Lを走行可能か否かを判定し、 EVモードで走行距離 Lを走行可能と判断すると、 EG— ECU60へ制御信号 CTL 2を出力する。すなわち、 HV— E CU70は、目的地までの走行距離 Lを EV走行可能と判断すると、触媒コンパ —タ 8の暖機を禁止し、または暖機制御中であれば触媒コンバータ 8の暖機を停止する。なお、 HV— ECU70は、車両の走行状況や蓄電装置 10の SOCの低下に応じてエンジン 2の始動が要求されると、制御信号 CTL 2を非活性化する。すなわち、 HV— ECU 70は、エンジン 2の始動が要求されると、触媒コンバータ 8の暖機の禁止または停止を解除する。

ナビゲーシヨン装置 80は、 GP S (Global Positioning System) アンテナや地図データを蓄えた ROM (Read Only Memory) などを用いてハイブリッド車両 100の現在位置を検出する。また、ナビゲーシヨン装置 80は、目的地の設定機能を有し、利用者により目的地が設定されると、その旨を HV— ECU 70 へ出力するとともに、現在位置から目的地までの走行距離 Lを算出して HV— E CU 70へ出力する。なお、ナビゲーシヨン装置 80は、利用者により目的地が再設定（変更）された場合にも、その旨および目的地までの走行距離 Lを HV— ECU70へ出力する。

なお、ナビゲーシヨン装置 80において、目的地を設定する代わりに走行距離 Lを直接設定できるようにしてもよレ、。あるいは、ナビゲーシヨン装置 80に代えて、走行距離 Lを入力可能な入力装置を設けてもよい。さらに、走行距離として、予め定められた固定値が設定されるようにしてもよい。

図 2は、図 1に示した HV— ECU 70の機能ブロック図である。図 2を参照して、 HV— ECU 70は、 30〇推定部210と、 EV走行可能距離推定部 2 20と、比較部 230と、暖機制御部 240と、走行モ一ド制御部 250とを含む。

50〇推定部210は、蓄電装置 10の電圧 VBおよび電流 I Bの検出値に基づいて、蓄電装置 10の SOCを推定する。なお、蓄電装置 10の SOCの推定手法については、種々の公知の手法を用いることができる。

EV走行可能距離推定部 220は、蓄電装置 10の SOCに基づいて、 EVモ一ドで走行可能な距離を推定する。たとえば、 E V走行可能距離推定部 220は、蓄電装置 10の SOCから求まるエネルギー量と、モータジェネレータ MG 2のみを用いて単位距離走行するのに必要なエネルギー量とに基づいて、 EVモ一ドで走行可能な距離を推定することができる。なお、 EV走行可能距離推定部 22 0は、目的地までの走路勾配に関する情報をナビゲーシヨン装置 80から取得し、蓄電装置 10に回収される回生エネルギー量を加味して E V走行可能距離を推定してもよレ、。

比較部 230は、目的地までの走行距離 Lをナビゲーション装置 80から取得し、 EV走行可能距離推定部 220によって推定された EV走行可能距離をその走行距離 Lと比較する。また、比較部 230は、車両のシステム起動状態を示す信号 I Gがオフからオンとなったとき、すなわち車両システムの起動時、目的地までの残存走行距離を走行距離 Lとしてナビゲーシヨン装置 80から取得し、 E V走行可能距離推定部 220によって改めて推定される EV走行可能距離をその走行距離 Lと比較する。そして、比較部 230は、 EV走行可能距離と走行距離 Lとの比較結果を暖機制御部 240へ出力する。

暖機制御部 240は、 EG_ ECU 60による暖機制御の禁止（または停止）およびその解除を制御する。具体的には、暖機制御部 240は、 EV走行可能距離の方が走行距離しょりも大きいとの比較結果を比較部 230から受けると、触媒コンバータ 8の暖機の禁止または停止を指示する制御信号 CTL 2を EG— E CU60へ出力する。また、暖機制御部 240は、上記と反対の比較結果を比較部 230カゝら受けると、制御信号 CTL 2を非活性化する。

また、暖機制御部 240は、走行モード制御部 250から現在の走行モードを示すモード信号 MDを受ける。そして、走行モードが HVモード（エンジン 2を動作させて走行する走行モード）のとき、暖機制御部 240は、制御信号 C T L 2を非活性化する。すなわち、エンジン 2の始動が要求されると、暖機制御部 2 40は、触媒コンバータ 8の暖機制御の禁止または停止を解除する。

走行モード制御部 250は、アクセル開度、車両速度、シフト位置、蓄電装置 10の SOC等に基づいて、走行時にエンジン 2を作動させるか否か、すなわち EVモードで走行するか HVモードで走行するかを制御する。そして、走行モード制御部 250は、走行モードに応じてトルク指令値 TRを生成して MG— EC U 50へ出力する。また、走行モード制御部 250は、走行モ一ドが HVモードのとき、制御信号 CT L 3を EG— ECU 60へ出力する。さらに、走行モード制御部 250は、走行モードを示すモード信号 MDを暖機制御部 240へ出力する。なお、特に図示していないが、車両外部の電源 1 20から蓄電装置 10の充電時、 HV— ECU70は、外部充電指令 EXCGを EG— ECU 50へ出力する。図 3は、蓄電装置 10の SOCの変化を示した図である。図 3を参照して、時刻 t 0において、蓄電装置 10が満充電の状態からハイブリッド車両 100の走行が開始されたとする。時刻 t 1において蓄電装置 10の SOCが所定のしきい値 S t hを下回るまでは、エンジン 2は停止し、蓄電装置 10に蓄えられている電力を用いて走行する EV走行が行なわれる。そして、時刻 t lにおいて、蓄電装置 10の SOCがしきい値 S t hを下回ると、エンジン 2が起動され、走行モ一ドは EVモードから HVモードに切替わる。

なお、蓄電装置 10の温度が低いときは、蓄電装置 10の出力が低下するので、エンジン 2の始動に必要な電力を確保するためにしきい値 S t hを高めに補正してもよレ、。あるいは、しきい値 S t hが比較的大きい場合には、蓄電装置 10からの放電量を多くして蓄電装置 10を昇温するために、逆にしきい値 S t hを低めに補正してもよレ、。そして、図 3からもわかるように、 EVモードでの走行距離は、しきい値 S t hによって変化するので、図 2に示した EV走行可能距離推定部 220において、 EV走行可能距離を蓄電装置 10の温度に応じて補正するようにしてもよレ、。

図 4は、図 1に示した HV— ECU70による触媒コンバータ 8の暖機禁止制御に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時にメィンルーチンから呼出されて実行される。

図 4を参照して、 HV— ECU70は、目的地までの走行距離 Lの設定（目的地の設定に基づいて走行距離 Lが算出された場合を含む。）があったことをナビゲ一シヨン装置 80から受けると（ステップ S 10において YE S) 、その設定された走行距離 Lをナビゲーシヨン装置 80から取得する（ステップ S 20) 。なお、 HV— ECU70は、走行距離 Lの再設定（変更）があったときも、再設定された走行距離 Lをナビゲ一ション装置 80から取得する。

次いで、 HV— ECU 70は、蓄電装置 10の電圧 VBおよび電流 I Bの検出値に基づいて、蓄電装置 10の SOCを推定する（ステップ S 30) 。続いて、 HV— ECU70は、その推定した SO Cに基づいて、 EVモードで走行可能な距離を推定する（ステップ S 40) 。なお、上述のように、蓄電装置 10の温度に基づいて、推定された EV走行可能距離を補正してもよい。

そして、 HV— ECU 70は、推定された EV走行可能距離が、設定された走行距離 Lよりも大きいか否かを判定する（ステップ S 50) 。 EV走行可能距離が走行距離 Lよりも大きいと判定されると（ステップ S 50において YES) 、 HV— ECU 70は、エンジン 2の使用を前提とする触媒コンバータ 8の暖機は不要であると判断し、触媒コンバータ 8の暖機の禁止または停止を指示する（ステツプ S 60) 。具体的には、 HV— ECU 70は、触媒コンバータ 8の暖機の禁止または停止を指示する制御信号 CTL 2を EG— ECU 60へ出力する。一方、ステップ S 50において EV走行可能距離が走行距離 L以下であると判定されると（ステップ S 50において NO) 、 HV— ECU 70は、触媒コンパータ 8の暖機の禁止または停止を解除する（ステップ S 70) 。具体的には、 H V— ECU70は、 EG— ECU60への制御信号 CTL 2を非活性化する。したがって、必要なタイミング（たとえば蓄電装置 10の SOCが所定値を下回つたとき）で制御信号 CT L 1が EG— ECU 60へ出力されると、エンジン 2が始動され、触媒コンバータ 8の暖機が行なわれる。

なお、 HV_ ECU 70は、触媒コンバータ 8の暖機の禁止または停止中にェンジン 2の始動が要求されると、制御信号 C TL 2を非活性化して触媒コンバータ 8の暖機の禁止または停止を解除する。

なお、ナビゲーシヨン装置 80によって目的地までの走行距離 Lが設定された. 後、その走行距離 Lよりも短い距離で車両システムが停止し、再度車両システムが起動されるような場合（たとえば、目的地に到達する前に、車両外部の電源 1 20から蓄電装置 10を充電したり、休憩するような場合）、システム起動後に利用者に走行距離 Lの設定を再度要求することなく上記制御が実行されることが好ましい。

図 5は、システム起動後に実行される触媒コンバータ 8の暖機禁止制御に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、システム起動後の所定のタイミングに一度だけ実行される。図 5を参照して、 HV— ECU70は、車両のシステム起動状態を示す信号 I Gがオフからオンに切替わったか否かを判定する（ステップ S 1 10) 。信号 I Gがオフからオンに切替わったと判定されると（ステップ S 1 10において YE S) 、 HV— ECU 70は、目的地までの残存走行距離を走行距離 Lとしてナビゲーシヨン装置 80から取得する（ステップ S 1 20) 。

その後、 HV— ECU 70は、ステップ S 1 30へ処理を移行する。なお、ステツプ S 1 30〜S 170の処理は、図 4に示したステップ S 30〜S 70の処理とそれぞれ同じである。

以上のように、この実施の形態 1においては、 EVモードで走行可能な距離が蓄電装置 10の SOCに基づいて推定され、その推定された EV走行可能距離が、設定された走行距離 L (たとえば目的地までの走行距離）と比較される。そして、 EV走行可能距離が走行距離しょりも大きいと、触媒コンバータ 8の暖機制御が禁止または停止される。したがって、この実施の形態 1によれば、触媒コンパ一タ 8の不必要な暖機を防止して燃費の悪化を防止することが可能となる。

また、この実施の形態 1においては、触媒コンバータ 8の暖機制御が禁止または停止されている場合にも、エンジン 2の始動要求があった場合には、触媒コンバータ 8の暖機制御の禁止または停止が解除される。したがって、この実施の形態 1によれば、必要な場合に触媒コンバータ 8を適切に暖機することができる。さらに、この実施の形態 1によれば、走行距離 Lが再設定された場合にも、再設定された走行距離 Lに基づいて触媒コンバータ 8の暖機禁止制御が行なわれるので、走行中に走行距離 Lが変更された場合にも対応することができる。

また、さらに、この実施の形態 1によれば、設定された走行距離 Lよりも短い距離で車両システムが停止した場合、次回のシステム起動時に再度触媒コンパ一タ 8の暖機禁止制御が実行されるので、利用者は、車両システムの起動時に走行距離 Lを再度設定する必要はない。

[実施の形態 2]

実施の形態 2では、蓄電装置 10の SOCに基づいて推定された EV走行可能距離の方が設定された走行距離 Lよりも小さいとき、 EV走行可能距離が走行距離 Lより大きい場合よりも、エンジン 2が起動される SOC (以下「エンジン起動 SOC」とも称する。）が高い値に設定される。これにより、エンジン起動後の触媒暖機中の走行に必要な電力が確保される。

この実施の形態 2によるハイブリッド車両 10 OAの全体構成は、図 1に示した実施の形態 1によるハイプリッド車両 100と同じである。

図 6は、実施の形態 2における HV— ECU 7 OAの機能ブロック図である。図 6を参照して、 HV— ECU 7 OAは、図 2に示した実施の形態 1における H V-ECU 70の構成において、エンジン起動 SO C設定部 260をさらに備える。

エンジン起動 SO C設定部 260は、上記のエンジン起動 SO Cを設定する。すなわち、エンジン起動 SOC設定部 260は、 EVモードから HVモードへ走行モードが切替わるしきい値 S t h (図 3) を設定する。ここで、エンジン起動 SOC設定部 260は、 EV走行可能距離の方が走行距離しょりも大きいとの比較結果を比較部 230から受けると、エンジン起動 SO Cに規定値 SO C 1を設定する。

また、エンジン起動 SO C設定部 260は、比較部 230から上記と反対の比較結果を受けると、エンジン起動後の触媒暖機中の走行に必要な電力を確保することを目的として、規定値 SOC 1よりも大きい規定値 SOC 2をエンジン起動 SOCに設定する。そして、走行モード制御部 250は、エンジン起動 SO C設定部 260によって設定されたエンジン起動 SO Cを用いて、走行モードの切替を実施する。

図 7は、実施の形態 2における HV— ECU 7 OAによるエンジン起動 SO C の設定処理に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時にメィンル一チンから呼出されて実行される。

図 7を参照して、ステップ S 210〜S 250の処理は、図 4に示したステツプ S 10〜S 50の処理とそれぞれ同じである。

ステップ S 250において EV走行可能距離が走行距離 Lよりも大きいと判定されると（ステップ S 250において YE S) 、 HV— ECU70Aは、ェンジン起動 SOCに規定値 SOC 1を設定する（ステップ S 260) 。一方、ステツ 'プ S 250において EV走行可能距離が走行距離 L以下であると判定されると (ステップ S 250において NO) 、 HV— ECU70Aは、規定値 SOC 1よりも大きい規定値 SOC 2をエンジン起動 S OCに設定する（ステップ S 27 0) 。

なお、 HV— ECU 7 OAのその他の機能は、実施の形態 1における H V— E

CU 70と同じである。

なお、ナビゲーシヨン装置 80によって目的地までの走行距離 Lが設定された後、その走行距離 Lよりも短い距離で車両システムが停止し、再度車両システムが起動されるような場合、システム起動後に利用者に走行距離 Lの設定を再度要求することなく上記処理が実行されることが好ましい。

図 8は、システム起動後に実行されるエンジン起動 S O Cの設定処理に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、システム起動後の所定のタイミングに一度だけ実行される。

図 8を参照して、 HV— ECU 7 OAは、車両のシステム起動状態を示す信号 I Gがオフからオンに切替わったか否かを判定する（ステップ S 310) 。信号 I Gがオフからオンに切替わったと判定されると（ステップ S 310において Y ES) 、 HV— ECU 7 OAは、ステップ S 320へ処理を移行する。なお、ステツプ S 320の処理は、図 5に示したステップ S 120の処理と同じであり、ステップ S 330〜S 370の処理は、図 7に示したステップ S 230-S 27 0の処理とそれぞれ同じである。

以上のように、この実施の形態 2においては、 EV走行可能距離が走行距離 L 以下のとき、 EV走行可能钜離が走行距離 Lより大きい場合よりもエンジン起動 S〇 Cが高い値に設定されるので、ェンジン起動後の触媒暖機中の走行に必要な電力が確保される。すなわち、触媒コンバータ 8の暖機が確実に行なわれる。したがって、この実施の形態 2によれば、触媒コンバータ 8の排気浄化作用の低下を防止することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、車両外部の電源 1 20から蓄電装置 1 0の充電が行なわれるとき、モータジェネレータ MG 1， 1^02の中性点1^1， N 2から充電電力を入力するものとしたが、充電用の専用インバータを別途設けてもよい。

図 9は、充電用インバータを別途備えたハイブリッド車両の全体ブロック図である。図 9を参照して、ハイブリッド車両 1 0 0 Bは、図 1に示したハイブリツド車両 1 0 0の構成において、充電用インバータ 1 3 0をさらに備える。

充電用インバータ 1 3 0は、正極線 P L 2および負極線 N L 2に接続され、車両外部の電源 1 2 0 (たとえば系統電源）からコネクタ 1 1 0に与えられる交流電力を直流電力に変換して正極線 P L 2および負極線 N L 2へ出力する。

そして、充電用インバータ 1 3 0から正極線 P L 2および負極線 N L 2に供給される直流電力を昇圧コンバータ 2 0により蓄電装置 1 0の電圧レベルに変換して蓄電装置 1 0を充電することができる。

なお、ハイブリッド車両 1 0 0 Bのその他の構成は、ハイブリッド車両 1 0 0 と同じである。また、この図 9では、各 E C Uについては図示していない。なお、上記の各実施の形態においては、車両外部の電源 1 2 0から蓄電装置 1 0を充電可能なハイプリッド車両について説明したが、この発明の適用範囲は、そのような外部充電機能を有するハイブリッド車両に限定されるものではない。但し、外部充電機能を有するハイプリッド車両は、蓄電装置 1 0が満充電の状態から E Vモードで長距離（たとえば 1 0 k m以上）走行可能であるので、近距離使用のユーザのもとでは、エンジン 2の動作を前提とした触媒コンバータ 8の暖機が不必要なケースが多くなる。したがって、この発明は、外部充電機能を有するハイブリッド車両に特に好適である。

また、上記においては、ナビゲーシヨン装置 8 0において目的地を設定し、現在位置からその目的地までの走行距離 Lを算出するものとしたが、ナビゲーション装置 8 0に代えて、利用者が走行距離 Lを直接入力可能な入力装置を設けてもよい。なお、この場合、システム起動時の目的地までの走行距離 Lの算出については、利用者により走行距離が設定されてからの実走行距離を記憶し、利用者により設定された走行距離から実走行距離を減算した残存走行距離をシステム起動時の目的地までの走行距離とすることができる。

また、走行距離 Lとして予め定められた固定値を設定するようにしてもよい。この場合、システム起動時の蓄電装置 1 0の充電量が多いときには、システム起動時の触媒コンバータ 8の暖機制御を禁止することができる。

また、上記においては、ナビゲーシヨン装置 8 0において目的地が設定されたとき、あるいは目的地に到達する前にシスデム停止起動が行なわれた場合に、触媒コンバータ 8の暖機禁止制御やエンジン起動 S O Cの設定処理を行なうものとしたが、定期的に、または所定距離走行ごとに、上記暖機禁止制御やエンジン起動 S O C設定処理を行なうようにしてもよレ、。

また、上記においては、エンジン 2からの排気ガスの熱量で触媒コンバータ 8 を暖機するものとしたが、触媒コンバータ 8を暖機するためのヒータを設けて触媒コンバータ 8を暖機してもよい。この場合にも、触媒コンバータ 8の不必要な暖機を防止することによって不要な電力消費を防止することができ、その結果、燃費の悪化を防止できる。

また、上記においては、ハイブリッド車両は、動力分割機構 4によりエンジン 2の動力を車軸とモータジェネレータ MG 1とに分割して伝達可能なシリーズ/ パラレル型とした。しかしながら、この発明は、モータジェネレータ MG 1を駆動するためにのみエンジン 2を用い、モータジェネレータ MG 2でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイプリッド車両にも適用可能である。なお、シリーズ型のハイブリッド車両の場合には、蓄電装置が満充電の状態から、エンジンを停止した E V走行が開始され、蓄電装置の S O Cが所定のしきい値まで低下すると、エンジンが発電機を駆動するために始動し、その後エンジンで発電しながらの E V走行が行なわれる。

なお、上記において、エンジン 2は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータ MG 2は、この発明における「電動機」に対応する。また、エンジン 2および E G— E C U 6 0は、この発明における「暖機部」を形成し、ナビゲーシヨン装置 8 0は、この発明における「設定部」に対応する。さらに、 E V走行可能距離推定部 2 2 0は、この発明における「推定部」に対応し、暖機制御部 2 4 0は、この発明における「制御部」に対応する。

また、さらに、エンジン起動 S O C設定部 2 6 0は、この発明における「しきい値設定部」に対応し、インバータ 3 0， 4 0、モータジェネレータ MG 1， M G 2、電力線 A C L 1 , A C L 2およびコネクタ 1 1 0は、この発明における「充電部」を形成する。また、さらに、充電用インバータ 1 3 0およびコネクタ 1 1 0も、この発明における「充電部」を形成する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載するハイプリッド車両あって、

前記内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータと、

前記触媒コンバータを暖機する暖機手段と、 .

当該車両の走行距離を設定するための設定手段と、

前記内燃機関を停止させ、かつ、前記電動機を駆動して走行する電動機走行モ一ドで走行可能な距離を、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電状態に基づいて推定する推定手段と、

前記推定手段により推定された走行距離を前記設定手段により設定された走行距離と比較する比較手段と、

前記比較手段の比較結果に基づいて前記暖機手段を制御する制御手段とを備えるハイブリッド車両。

2 . 前記制御手段は、前記推定手段により推定された走行距離の方が前記設定手段により設定された走行距離よりも大きいとき、前記暖機手段による前記触媒コンバータの暖機を禁止する、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

3 . 前記制御手段は、前記触媒コンバータの暖機禁止中に前記内燃機関の始動が要求されたとき、前記暖機手段による前記触媒コンバータの暖機の禁止を解除する、請求の範囲 2に記載のハイブリッド車両。

4 . 前記比較手段は、前記設定手段により当該車両の走行距離が再設定されると、その再設定された走行距離を前記推定手段により推定された走行距離と比較し、前記制御手段は、その比較結果に基づいて前記暖機手段を制御する、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

5 . 前記比較手段は、前記暖機手段による前記触媒コンバータの暖機中に前記設定手段により当該車両の走行距離が再設定されると、その再設定された走行距離を前記推定手段により推定された走行距離と比較し、

前記制御手段は、前記推定手段により推定された走行距離の方が前記再設定された走行距離よりも大きいとき、前記暖機手段による前記触媒コンバータの暖機を停止する、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

6 . 前記設定手段により設定された走行距離よりも短い距離で当該車両のシステムが停止した場合、

前記比較手段は、次回のシステム起動時、前記設定された走行距離に対する残存距離を前記推定手段により推定された走行距離と比較し、

前記制御手段は、その比較結果に基づいて前記暖機手段を制御する、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

7 . 前記蓄電装置を充電するための電力を前記内燃機関の動力を用いて発生する発電手段をさらに備え、

前記内燃機関は、前記蓄電装置の充電状態が所定のしきい値を下回ると起動され、

当該ハイブリッド車両は、

前記推定手段により推定された走行距離の方が前記設定手段により設定された走行距離よりも大きいとき、前記所定のしきい値に第 1のしきい値を設定し、前記推定手段により推定された走行距離の方が前記設定手段により設定された走行距離よりも小さいとき、前記第 1のしきい値よりも大きい第 2のしきい値を前記所定のしきい値に設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

8 . 当該車両の外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電するための充電手段をさらに備える、請求の範囲 1に記載のハイズリッド車両。

9 . 前記設定手段は、当該車両の目的地を設定可能なナビゲーシヨン装置を含み、前記ナビゲーシヨン装置は、設定された目的地に基づいて当該車両の走行距離を算出する、請求の範囲 1に記載のハイプリッド車両。

1 0 . 前記設定手段は、当該車両の走行距離を入力可能な入力装置を含む、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

1 1 . 前記設定手段は、予め定められた固定値を当該車両の走行距離として設定する、請求の範囲 1に記載のハイブリッド車両。

1 2 . 内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載するハイプリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両は、

前記触媒コンバータを暖機する暖機手段とを備え、

前記制御方法は、

当該車両の走行距離を設定する第 1のステップと、

前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電状態を推定する第 2のステップと、前記内燃機関を停止させ、かつ、前記電動機を駆動して走行する電動機走行モ一ドで走行可能な距離を、前記推定された充電状態に基づいて推定する第 3のステツプと、

その推定された走行距離を前記第 1のステップにおいて設定された走行距離と比較する第 4のステップと、

その比較結果に基づいて前記暖機手段を制御する第 5のステップとを含む、ハイブリツド車両の制御方法。

1 3 . 前記ハイプリッド車両は、前記蓄電装置を充電するための電力を前記内燃機関の動力を用いて発生する発電手段をさらに備え、

前記制御方法は、

前記第 3のステップにおいて推定された走行距離の方が前記第 1のステップにおいて設定された走行距離よりも大きいとき、前記所定のしきい値に第 1のしきい値を設定する第 6のステップと、

前記第 3のステップにおいて推定された走行距離の方が前記第 1のステップにおいて設定された走行距離よりも小さいとき、前記第 1のしきい値よりも大きい第 2のしきレ、値を前記所定のしきい値に設定する第 7のステップとをさらに含む、請求の範囲 1 2に記載のハイブリッド車両の制御方法。

1 4 . 内燃機関と車両走行用の動力源としての電動機とを搭載するハイプリッド車両であって、

前記触媒コンバータを暖機する暖機装置と、当該車両の走行距離を設定する設定装置と、

一連の処理を実行する制御装置とを備え、

前記制御装置は、前記内燃機関を停止させ、かつ、前記電動機を駆動して走行する電動機走行モードで走行可能な距離を、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電状態に基づいて推定し、その推定された走行距離を前記設定装置により設定された走行距離と比較し、その比較結果に基づいて前記暖機装置を制御する、ハイブリッド車両。

1 5 . 前記制御置は、.前記推定された走行距離の方が前記設定装置により設定された走行距離よりも大きいとき、前記暖機装置による前記触媒コンバータの暖機を禁止する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

1 6 . 前記制御装置は、前記触媒コンバータの暖機禁止中に前記内燃機関の始動が要求されたとき、前記暖機装置による前記触媒コンバータの暖機の禁止を解除する、請求の範囲 1 5に記載のハイプリッド車両。

1 7 . 前記制御装置は、前記設定装置により当該車両の走行距離が再設定されると、その再設定された走行距離を前記推定された走行距離と比較し、その比較結果に基づいて前記暖機装置を制御する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

1 8 . 前記制御装置は、前記暖機装置による前記触媒コンバータの暖機中に前記設定装置により当該車両の走行距離が再設定されると、その再設定された走行距離を前記推定された走行距離と比較し、前記推定された走行距離の方が前記再設定された走行距離よりも大きいとき、前記暖機装置による前記触媒コンバータの暖機を停止する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

1 9 . 前記設定装置により設定された走行距離よりも短い距離で当該車両のシステムが停止した場合、

前記制御装置は、次回のシステム起動時、前記設定された走行距離に対する残存距離を前記推定された走行距離と比較し、その比較結果に基づいて前記暖機装置を制御する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

2 0 . 前記蓄電装置を充電するための電力を前記内燃機関の動力を用いて発生する発電装置をさらに備え、前記内燃機関は、前記蓄電装置の充電状態が所定のしきレ、値を下回ると起動され、

前記制御装置は、前記推定された走行距離の方が前記設定装置により設定された走行距離よりも大きいとき、前記所定のしきい値に第 1のしきい値を設定し、前記推定された走行距離の方が前記設定装置により設定された走行距離よりも小さいとき、前記第 1のしきい値よりも大きい第 2のしきい値を前記所定のしきい値に設定する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

2 1 . 当該車両の外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電する充電装置をさらに備える、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

2 2 . 前記設定装置は、当該車両の目的地を設定可能なナビゲーシヨン装置を含み、

前記ナビゲーション装置は、設定された目的地に基づいて当該車両の走行距離を算出する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。

2 3 . 前記設定装置は、当該車両の走行距離を入力可能な入力装置を含む、請求の範囲 1 4に記載のハイブリッド車両。

2 4 . 前記設定装置は、予め定められた固定値を当該車両の走行距離として設定する、請求の範囲 1 4に記載のハイプリッド車両。