ハイブリッド車両
【課題】車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収する。
【解決手段】ＥＣＵは、ナビゲーション装置によるルート案内中の車両走行では（Ｓ１００がＹＥＳ）、目的地までの走行距離Ｄｓを算出する（Ｓ１１０）とともに、現在のバッテリ蓄積電力によってＥＶ走行可能な距離Ｄｅｖを算出する（Ｓ１２０）。そして、Ｄｓ＜Ｄｅｖとなると（Ｓ１３０がＹＥＳ）、ＥＶ走行モードへ移行することによって、バッテリ電力が積極的に使用される（Ｓ１４０）。これにより、目的地到着時のバッテリＳＯＣを、次回の運転開始時に、触媒暖機のためのエンジン出力による発電電力をバッテリにより回収可能なレベルまで確実に低下させることができる。
【解決手段】ＥＣＵは、ナビゲーション装置によるルート案内中の車両走行では（Ｓ１００がＹＥＳ）、目的地までの走行距離Ｄｓを算出する（Ｓ１１０）とともに、現在のバッテリ蓄積電力によってＥＶ走行可能な距離Ｄｅｖを算出する（Ｓ１２０）。そして、Ｄｓ＜Ｄｅｖとなると（Ｓ１３０がＹＥＳ）、ＥＶ走行モードへ移行することによって、バッテリ電力が積極的に使用される（Ｓ１４０）。これにより、目的地到着時のバッテリＳＯＣを、次回の運転開始時に、触媒暖機のためのエンジン出力による発電電力をバッテリにより回収可能なレベルまで確実に低下させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、内燃機関および回転電機を動力源として備えたハイブリッド車両の走行制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、電動機（回転電機）によっても車両走行駆動力を発生することが可能な自動車である。すなわち、ハイブリッド車両では、エンジンのみによる走行、電動機のみによる走行、および電動機およびエンジンによる走行を運転状況において適宜実行することによって消費燃料の低減を図っている。代表的には、車両発進時に代表される低速走行等のエンジン効率の悪い運転領域では、電動機出力のみで走行（ＥＶ走行）する一方で、車速が上昇した時点でエンジンを始動して、エンジンおよび電動機の両方の走行パワーを使用可能な走行（ＨＶ走行）が選択される走行制御が行なわれている。
【０００３】
また、このようなＥＶ走行およびＨＶ走行の選択には、電動機の駆動電力を蓄積する、蓄電装置（代表的には二次電池）の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge）が影響を及ぼす。たとえば、ＳＯＣが所定以下へ低下した場合には、低車速領域においてもバッテリ充電のためにエンジンが始動されることとなる。ハイブリッド車両では、上記のように走行モードを運転状況に応じて適切に選択することにより、燃料の利用効率を向上して燃費向上を図ることを特徴としている。
【０００４】
また、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させるために、蓄電装置（バッテリ）のＳＯＣを車両走行中に適切に制御することが行なわれている。たとえば、特開２００８−８７５１６号公報（特許文献１）には、低ＳＯＣ領域で内部損失が増大する特性を有する蓄電装置を搭載したハイブリッド車両について、蓄電装置を充電可能な所定地点までの残走行距離と、所定距離よりも短くなったときに、蓄電装置のＳＯＣ目標値を低下させることによってＥＶ走行モードを選択する走行制御が記載されている。また、特開２００１−１６９４０８号公報（特許文献２）には、車両の現在地情報、道路情報、バッテリＳＯＣに基づき、走行経路の最高高度点においてＳＯＣが最小値となるように制御することが記載されている。
【０００５】
また、特開平９−１６３５０６号公報（特許文献３）には、目的地までの経路検索によって予測された走行パターンに基づき、経路上の各地点におけるバッテリ残量の中間値を予め設定するとともに、設定された中間値と実際のバッテリ残量との比較基づいて、内燃機関とモータとの間のトルク分担を制御する構成が記載されている。さらに、特開２００６−３２７２４７号公報（特許文献４）には、バッテリを充電可能な発電機および太陽電池を備えた車両において、車両目的地での太陽電池の発電電力予測に基づいて、発電機の駆動を制御することが記載されている。
【特許文献１】特開２００８−８７５１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１６９４０８号公報
【特許文献３】特開平９−１６３５０６号公報
【特許文献４】特開２００６−３２７２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、低速走行となる車両発進時には、電動機出力のみで走行することが好ましい一方で、触媒暖機のためにエンジンを作動せざるを得ない場面が生じる。しかしながら、このような場面で蓄電装置が満充電状態であると、エンジン出力を蓄電装置の充電に用いることができなくなり、車両エネルギ効率が低下するので、燃費が悪化することになる。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収することによって車両燃費を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるハイブリッド車両は、車両駆動力を発生する内燃機関と、内燃機関の排気系に設けられた触媒装置と、蓄電装置と、第１および第２の回転電機と、ハイブリッド車両の走行を制御する制御装置とを備える。第１の回転電機は、内燃機関の出力によって蓄電装置の充電電力を発電可能に構成される。第２の回転電機は、蓄電装置からの電力を用いて内燃機関と独立に車両駆動力を発生可能に構成される。ナビゲーション装置は、車両位置を検出可能であるとともに、ユーザにより指定された目的地への走行経路案内機能を有するように構成される。制御装置は、触媒暖機制御部と、走行可能距離推定部と、走行距離予測部と、走行モード判定部とを含む。触媒暖機制御部は、触媒装置の温度が所定以下であるときに、ハイブリッド車両の走行状態にかかわらず内燃機関を作動させるように構成される。走行可能距離推定部は、蓄電装置の残存容量に基づいて、蓄電装置の蓄積電力を用いた第２の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離を推定するように構成される。走行距離予測部は、ナビゲーション装置によって走行経路案内がなされているときに、目的地までの予測走行距離を求めるように構成される。走行モード判定部は、走行可能距離が予測走行距離より短いときに、内燃機関を停止させるとともに第２の回転電機によって車両駆動力を発生させる所定の走行モードを選択するように構成される。
【０００９】
上記ハイブリッド車両によれば、ナビゲーション装置による走行経路案内を伴う車両走行時に、所定の走行モード（ＥＶ走行モード）の選択によって、目的地到着時における蓄電装置の残存容量を適切に低下させることができる。これにより、目的地到着後の次回の車両運転開始時において、触媒暖機のための内燃機関出力を蓄電装置の充電電力の発電（第１の回転電機）に確実に用いることができる。この結果、触媒暖機のための内燃機関出力を確実にエネルギ回収することができるので、車両燃費を向上させることができる。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、走行学習部をさらに含む。走行学習部は、所定の走行モードの選択時に、蓄電装置の電力消費量に対するハイブリッド車両の走行距離の比率を学習するように構成される。そして、走行可能距離推定部は、走行学習部による学習結果と、蓄電装置の残存容量とに基づいて、走行可能距離を推定する。
【００１１】
このようにすると、所定の走行モード（ＥＶ走行モード）を適切に開始するため判定に用いる、蓄電装置の蓄積電力を用いた第２の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離（ＥＶ走行可能距離）を、過去の走行実績を用いて高精度に予測できる。この結果、ＥＶ走行モードの選択を適切に開始することによって、目的地到着時における蓄電装置の残存容量を意図するレベルに制御できる。
【００１２】
さらに好ましくは、走行可能距離推定部は、残存容量の現在値と下限管理値との差と、走行学習部によって学習された比率との積に従って、走行可能距離を推定する。
【００１３】
このようにすると、ハイブリッド車両の運転終了時における蓄電装置の残存容量を、次回の運転開始時における触媒暖機のためのエンジン出力を回収可能なレベルに確実に設定できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収することによって車両燃費を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体概略構成を説明するブロック図である。
【００１６】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、車輪２と、動力分割機構３と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、ナビゲーション装置７５と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬ１，ＮＬ２とをさらに備える。
【００１７】
さらに、ハイブリッド車両１００は、車両搭載機器の電子制御ユニット（ＥＣＵ）として、ハイブリッドシステム全体を制御するＨＶＥＣＵ２００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２ならびにおよび昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０を制御するＭＧＥＣＵ２１０と、蓄電装置Ｂの充放電状態を管理制御するバッテリＥＣＵ２２０と、エンジン４の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２３０とを含む。各ＥＣＵ間は相互にデータ・情報を授受可能に接続される。なお、図１の例示では、各ＥＣＵを別個のユニットで構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい。
【００１８】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分割機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。
【００１９】
エンジン４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の燃料の燃焼によって車両駆動力を発生する「内燃機関」で構成される。エンジン４の排気系には、排気ガス中の有害成分を除去するための触媒コンバータ５（代表的には、三元触媒コンバータ）が配置されている。周知のように、触媒コンバータ５による排気清浄効果を得るためには触媒が活性化されている必要があるため、エンジン始動時に触媒温度が低下している場合には、エンジン排気による触媒暖機の必要がある。
【００２０】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ２０に接続される。モータジェネレータＭＧ２も、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ３０に接続される。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４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ＭＧ２は、駆動輪である車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、「第１の回転電機」および「第２の回転電機」にそれぞれ対応する。
【００２２】
蓄電装置Ｂの正極は、正極線ＰＬ１に接続され、蓄電装置Ｂの負極は、負極線ＮＬ１に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続される。昇圧コンバータ１０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に接続される。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に接続される。インバータ２０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ１との間に接続される。インバータ３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ２との間に接続される。
【００２３】
蓄電装置Ｂは、充電可能な直流電源であり、直流電力を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から出力される電力を受けて充電される。蓄電装置Ｂは、代表的には、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池により構成される。このため、以下では、蓄電装置Ｂを単にバッテリＢとも称する。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００２４】
バッテリＢには、温度センサ５１、電圧センサ５２および電流センサ５３が設けられる。これらのセンサにより検出されたバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ出力電圧（以下、単にバッテリ電圧と称する）Ｖｂおよびバッテリ入出力電流（以下、単にバッテリ電流と称する）Ｉｂは、バッテリＥＣＵ２２０へ入力される。バッテリＥＣＵ２２０は、これらのセンサ検出値に基づき、バッテリＢの残存容量であるＳＯＣ（以下、バッテリＳＯＣもと称する）を算出する。算出されたバッテリＳＯＣは、ＨＶＥＣＵ２００へ伝送される。
【００２５】
コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサＣ１の両端電圧、すなわち昇圧コンバータ１０の入力側（バッテリ側）電圧は、電圧センサ５４により検出され、検出値はＭＧＥＣＵ２１０へ入力される。
【００２６】
昇圧コンバータ１０は、ＭＧＥＣＵ２１０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置Ｂから出力される直流電圧を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいて、インバータ２０，３０から出力される直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。
【００２７】
コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサＣ２の両端電圧、すなわちインバータ２０，３０の入力側（直流側）電圧は、電圧センサ５６により検出され、検出値はＭＧＥＣＵ２１０へ入力される。
【００２８】
ＭＧＥＣＵ２１０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびインバータ２０，３０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。
【００２９】
インバータ２０は、ＭＧＥＣＵ２１０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。これ
により、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン４の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ１に基づいて直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。電流センサ５８は、インバータ２０からモータジェネレータＭＧ１へ供給される電流（相電流）を検知する。電流検出値は、ＭＧＥＣＵ２２０へ入力される。
【００３０】
インバータ３０は、ＭＧＥＣＵ２１０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪２からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ２に基づいて直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。電流センサ５９は、インバータ３０からモータジェネレータＭＧ２へ供給される電流（相電流）を検知する。電流検出値は、ＭＧＥＣＵ２２０へ入力される。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４の動力を用いて発電することによって３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両駆動力走行パワーを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車両１００の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。
【００３２】
ＨＶＥＣＵ２００には、ハイブリッド車両１００の車速、運転者によるアクセル／ブレーキ操作量あるいは走行路の勾配等を示す車両運転状況を示す情報が入力され、ＨＶＥＣＵ２００は、これらの車両運転状況に基づき、車両全体で必要とされるトータルパワーを算出する。
【００３３】
ＨＶＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１００が最も効率よく運行できるようにエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の間の出力分担を決定し、この出力分担に従った走行パワーがエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２から出力されるように、動作指令を生成する。エンジンＥＣＵ２３０およびＭＧＥＣＵ２１０は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２がこの動作指令に従って作動するように制御する。
【００３４】
基本的には、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の間の出力分担は、ハイブリッド車両１００が最も効率よく走行できるように決定される。たとえば、エンジン４の効率が低い低速領域では、モータジェネレータＭＧ２からの走行パワーのみを用いた走行（以下、ＥＶ走行とも称する）が行なわれる。そして、車速が上昇した通常運転状態では、エンジン４を始動させてエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の両方からの出力を用いた走行（以下、ＨＶ走行とも称する）が行なわれる。この際に、エンジン４の運転点を高効率領域とした上で、トータルパワーとエンジン出力パワーとの差分をモータジェネレータＭＧ２によって出力するように出力分担を制御することによって、車両全体でのエネルギ効率のよい、すなわち燃費のよい走行が実現される。
【００３５】
一方、エンジン始動時に触媒暖機が必要である場合には、上記のような車両運転状況に関らず、エンジン４が作動される。同様に、バッテリＳＯＣが所定レベル（たとえば、下限管理値）よりも低くなった場合にも、モータジェネレータＭＧ１での発電に用いる動力を発生するために、車両運転状況に関らずエンジン４が作動される。
【００３６】
また、ハイブリッド車両１００の走行モードとして、車両運転状況に応じてＥＶ走行およびＨＶ走行を選択する「ＨＶ走行モード」と、固定的にＥＶ走行を選択する「ＥＶ走行モード」とが設けられている。ＥＶ走行モードは、バッテリＳＯＣが所定レベル以上確保されている場合に、ユーザ要求や、走行条件に基づく自動要求に従って、ＨＶＥＣＵ２００により選択される。すなわち、ＨＶＥＣＵ２００は、「制御装置」に対応する。
【００３７】
ナビゲーション装置７５は、ＧＰＳアンテナ７７を用いてハイブリッド車両１００の車両位置（走行位置）を検出可能である。さらに、ナビゲーション装置７５は、ユーザの操作に従って各種の案内を行なう。代表的には、運転者により目的地が設定されたときに、登録された道路マップに基づくルート案内が行われる。ナビゲーション装置７５によるルート案内については周知の技術を適用できる。ナビゲーション装置７５からの情報は、ＨＶＥＣＵ２００へ与えられる。
【００３８】
図２は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を説明する概略ブロック図である。
【００３９】
図２を参照して、触媒暖機制御部５５０は、触媒コンバータ５の温度情報に基づいて、触媒暖機のためのエンジン作動を要求する制御信号ＷＲＭを生成する。触媒コンバータ５の温度情報としては、触媒コンバータ５に設置された温度センサの出力を用いてもよく、エンジン４の運転状態から推定される排気量および排気温度と、触媒コンバータ５の熱容量とから演算される温度推定値を用いてもよい。制御信号ＷＲＭが生成されると、エンジンＥＣＵ２３０によりエンジン４が作動される。上述のように、車両全体でのエネルギ効率からはエンジン４が停止されるべき場面であっても、制御信号ＷＲＭが生成されると、エンジン４は始動される。なお、触媒暖機時には、エンジン４において、点火時期の遅角化などによって排気温度を上昇させるような燃焼条件が設定されることが好ましい。なお、触媒暖機制御部５５０の機能は、エンジンＥＣＵ２３０またはＨＶＥＣＵ２００が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現できる。
【００４０】
残走行距離予測部５１０は、目的地が設定されたルート案内がナビゲーション装置７５によって実行されているときに、ハイブリッド車両１００の現在の走行位置と、道路マップ上の目的地との位置関係に基づき、所定地点までの予測走行距離Ｄｓを逐次予測する。残走行距離予測部５１０による機能は、ナビゲーション装置７５からのナビゲーション情報に基づいて、ＨＶＥＣＵ２００が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現できる。あるいは、ナビゲーション装置７５によって予測走行距離Ｄｓを逐次演算するとともに、その演算結果をＨＶＥＣＵ２００へ伝達してもよい。
【００４１】
ＥＶ走行可能距離予測部５２０は、現在のバッテリＢの蓄積電力を用いてハイブリッド車両１００がＥＶ走行モードによって走行可能な距離である、ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖを予測する。ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖは、現在のバッテリＳＯＣに基づいて、たとえば、（１）式に従って求められる。
【００４２】
Ｄｅｖ＝ＣＳａｖ・（ＳＯＣ−ＳＯＣｌｍ） ・・・（１）
（１）式において、ＳＯＣｌｍ（％）は、触媒暖機のためにエンジン４を作動した際に、エンジン出力を用いたモータジェネレータＭＧ１の発電電力がバッテリＢによって受入れられるような値に予め設定される。たとえば、ＳＯＣｌｍは、エンジン４の作動による充電要求が発せられるＳＯＣの下限管理値に対応して設定することができる。また、ＣＳａｖ（ｋｍ／％）は、ハイブリッド車両１００の１ｋｍ走行当たりの平均消費ＳＯＣの逆数を示す。
【００４３】
ＥＶ走行学習部５３０は、ハイブリッド車両１００の走行時におけるＳＯＣ実績に基づいてＣＳａｖを学習する。このように、車両走行時の実績を学習することにより、ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖの予測精度を向上することができる。
【００４４】
走行モード判定部５４０は、残走行距離予測部５１０による予測走行距離Ｄｓと、ＥＶ走行可能距離予測部５２０によるＥＶ走行可能距離Ｄｅｖとに基づいて、Ｄｓ＜Ｄｅｖのときには、ＥＶ走行モードの選択を指示するフラグＦＥＶをオンする。フラグＦＥＶがオンされると、ＨＶＥＣＵ３２０は、エンジン４を停止してモータジェネレータＭＧ２からの車両駆動力のみで走行（ＥＶ走行）するように、ハイブリッド車両１００を制御する。
【００４５】
ＥＶ走行可能距離予測部５２０、ＥＶ走行学習部５３０、および、走行モード判定部５４０の機能は、たとえば、ＨＶＥＣＵ２００が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現される。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を実現する制御処理手順を説明するフローチャートである。ＨＶＥＣＵ３２０は、図３に示したフローチャートに従う制御処理を実行するためのプログラムを、所定周期で繰り返し実行する。
【００４７】
図３を参照して、ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１００により、ナビゲーション装置７５からの情報に基づいて、ユーザによって目的地が設定された車両走行中である「ルート案内中」であるか否かを判定する。ルート案内中でない場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３２０が以下の処理をスキップするので、本実施の形態による走行制御は実行されない。
【００４８】
ＨＶＥＣＵ３２０は、ルート案内中のとき（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０に処理を進めて、目的地までの予測走行距離Ｄｓを算出する。予測走行距離Ｄｓについては。ナビゲーション装置７５で算出した結果をＨＶＥＣＵ３２０で取得する処理手順としてもよい。すなわち、Ｓ１１０による処理は、図３の残走行距離予測部５１０の機能に対応する。
【００４９】
さらに、ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１２０により、現在のバッテリ状態（ＳＯＣ）に基づいて、ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖを算出する。ステップＳ１２０による処理は、ＥＶ走行可能距離予測部５２０と同様である。
【００５０】
ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１３０により、ステップＳ１１０で求めた予測走行距離Ｄｓと、ステップＳ１２０で求めたＥＶ走行可能距離Ｄｅｖとを比較する。そして、予測走行距離ＤｓがＥＶ走行可能距離Ｄｅｖより短いときには（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１４０に処理を進めて、固定的にＥＶ走行を実行するＥＶ走行モードを選択する。
【００５１】
一方、Ｄｓ≧Ｄｅｖのときには（Ｓ１３０のＮＯ判定時）には、積極的にＥＶ走行を選択することなく、車両運転状態に応じてエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の間での出力分担が調整されるＨＶ走行モードが適用される（ステップＳ１５０）。なお、ステップＳ１４０によりＥＶ走行モードが選択された場合であっても、バッテリＳＯＣの低下等、ＥＶ走行が実行できない条件が成立している場合には、ＨＶ走行モードが選択され得る点について、確認的に記載する。
【００５２】
以上説明したように、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御によれば、運転終了地点を予測可能であるルート案内走行時には、運転終了前の適切な時点からＥＶ走行モードを選択することによって、次回の運転開始時にバッテリＢに充電余力を生じさせるように、運転終了時のバッテリＳＯＣを低下させることができる。この結果、次回の運転開始時に触媒暖機制御を行なった際に、触媒暖機のためのエンジン出力を、モータジェネレータＭＧ１によるバッテリＢの充電電力の発電に確実に用いることができる。すなわち、触媒暖機のためのエンジン出力を確実にエネルギ回収することによって、車両全体でのエネルギ効率を高めて、燃費を向上させることができる。
【００５３】
なお図１に示したハイブリッド車両の構成は例示に過ぎず、本発明は、蓄電装置の電力によって走行パワーを発生する電動機と、それ以外の駆動力源（代表的にはエンジン）とを搭載し、かつ、触媒暖機制御を実行するハイブリッド車両であれば、車両構成を特に限定することなく適用可能である点について確認的に記載する。
【００５４】
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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体概略構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を説明する概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を実現する制御処理手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、５ 触媒コンバータ、１０ 昇圧コンバータ、２０，３０ インバータ、５１ 温度センサ、５２，５４，５６ 電圧センサ、５３，５８，５９ 電流センサ、７５ ナビゲーション装置、７７ ＧＰＳアンテナ、１００ ハイブリッド車両、５１０ 残走行距離予測部、５２０ ＥＶ走行可能距離予測部、５３０ 走行学習部、５４０ 走行モード判定部、５５０ 触媒暖機制御部、Ｂ 蓄電装置（バッテリ）、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄｅｖ ＥＶ走行可能距離、Ｄｓ 予測走行距離、２００ ＨＶＥＣＵ、２１０ ＭＧＥＣＵ、２２０ バッテリＥＣＵ、２３０ エンジンＥＣＵ、ＦＥＶ フラグ（ＥＶ走行モード）、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２ 信号、ＷＲＭ 制御信号（触媒暖機要求）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、内燃機関および回転電機を動力源として備えたハイブリッド車両の走行制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、電動機（回転電機）によっても車両走行駆動力を発生することが可能な自動車である。すなわち、ハイブリッド車両では、エンジンのみによる走行、電動機のみによる走行、および電動機およびエンジンによる走行を運転状況において適宜実行することによって消費燃料の低減を図っている。代表的には、車両発進時に代表される低速走行等のエンジン効率の悪い運転領域では、電動機出力のみで走行（ＥＶ走行）する一方で、車速が上昇した時点でエンジンを始動して、エンジンおよび電動機の両方の走行パワーを使用可能な走行（ＨＶ走行）が選択される走行制御が行なわれている。
【０００３】
また、このようなＥＶ走行およびＨＶ走行の選択には、電動機の駆動電力を蓄積する、蓄電装置（代表的には二次電池）の残存容量（ＳＯＣ：State of Charge）が影響を及ぼす。たとえば、ＳＯＣが所定以下へ低下した場合には、低車速領域においてもバッテリ充電のためにエンジンが始動されることとなる。ハイブリッド車両では、上記のように走行モードを運転状況に応じて適切に選択することにより、燃料の利用効率を向上して燃費向上を図ることを特徴としている。
【０００４】
また、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させるために、蓄電装置（バッテリ）のＳＯＣを車両走行中に適切に制御することが行なわれている。たとえば、特開２００８−８７５１６号公報（特許文献１）には、低ＳＯＣ領域で内部損失が増大する特性を有する蓄電装置を搭載したハイブリッド車両について、蓄電装置を充電可能な所定地点までの残走行距離と、所定距離よりも短くなったときに、蓄電装置のＳＯＣ目標値を低下させることによってＥＶ走行モードを選択する走行制御が記載されている。また、特開２００１−１６９４０８号公報（特許文献２）には、車両の現在地情報、道路情報、バッテリＳＯＣに基づき、走行経路の最高高度点においてＳＯＣが最小値となるように制御することが記載されている。
【０００５】
また、特開平９−１６３５０６号公報（特許文献３）には、目的地までの経路検索によって予測された走行パターンに基づき、経路上の各地点におけるバッテリ残量の中間値を予め設定するとともに、設定された中間値と実際のバッテリ残量との比較基づいて、内燃機関とモータとの間のトルク分担を制御する構成が記載されている。さらに、特開２００６−３２７２４７号公報（特許文献４）には、バッテリを充電可能な発電機および太陽電池を備えた車両において、車両目的地での太陽電池の発電電力予測に基づいて、発電機の駆動を制御することが記載されている。
【特許文献１】特開２００８−８７５１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１６９４０８号公報
【特許文献３】特開平９−１６３５０６号公報
【特許文献４】特開２００６−３２７２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、低速走行となる車両発進時には、電動機出力のみで走行することが好ましい一方で、触媒暖機のためにエンジンを作動せざるを得ない場面が生じる。しかしながら、このような場面で蓄電装置が満充電状態であると、エンジン出力を蓄電装置の充電に用いることができなくなり、車両エネルギ効率が低下するので、燃費が悪化することになる。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収することによって車両燃費を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるハイブリッド車両は、車両駆動力を発生する内燃機関と、内燃機関の排気系に設けられた触媒装置と、蓄電装置と、第１および第２の回転電機と、ハイブリッド車両の走行を制御する制御装置とを備える。第１の回転電機は、内燃機関の出力によって蓄電装置の充電電力を発電可能に構成される。第２の回転電機は、蓄電装置からの電力を用いて内燃機関と独立に車両駆動力を発生可能に構成される。ナビゲーション装置は、車両位置を検出可能であるとともに、ユーザにより指定された目的地への走行経路案内機能を有するように構成される。制御装置は、触媒暖機制御部と、走行可能距離推定部と、走行距離予測部と、走行モード判定部とを含む。触媒暖機制御部は、触媒装置の温度が所定以下であるときに、ハイブリッド車両の走行状態にかかわらず内燃機関を作動させるように構成される。走行可能距離推定部は、蓄電装置の残存容量に基づいて、蓄電装置の蓄積電力を用いた第２の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離を推定するように構成される。走行距離予測部は、ナビゲーション装置によって走行経路案内がなされているときに、目的地までの予測走行距離を求めるように構成される。走行モード判定部は、走行可能距離が予測走行距離より短いときに、内燃機関を停止させるとともに第２の回転電機によって車両駆動力を発生させる所定の走行モードを選択するように構成される。
【０００９】
上記ハイブリッド車両によれば、ナビゲーション装置による走行経路案内を伴う車両走行時に、所定の走行モード（ＥＶ走行モード）の選択によって、目的地到着時における蓄電装置の残存容量を適切に低下させることができる。これにより、目的地到着後の次回の車両運転開始時において、触媒暖機のための内燃機関出力を蓄電装置の充電電力の発電（第１の回転電機）に確実に用いることができる。この結果、触媒暖機のための内燃機関出力を確実にエネルギ回収することができるので、車両燃費を向上させることができる。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、走行学習部をさらに含む。走行学習部は、所定の走行モードの選択時に、蓄電装置の電力消費量に対するハイブリッド車両の走行距離の比率を学習するように構成される。そして、走行可能距離推定部は、走行学習部による学習結果と、蓄電装置の残存容量とに基づいて、走行可能距離を推定する。
【００１１】
このようにすると、所定の走行モード（ＥＶ走行モード）を適切に開始するため判定に用いる、蓄電装置の蓄積電力を用いた第２の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離（ＥＶ走行可能距離）を、過去の走行実績を用いて高精度に予測できる。この結果、ＥＶ走行モードの選択を適切に開始することによって、目的地到着時における蓄電装置の残存容量を意図するレベルに制御できる。
【００１２】
さらに好ましくは、走行可能距離推定部は、残存容量の現在値と下限管理値との差と、走行学習部によって学習された比率との積に従って、走行可能距離を推定する。
【００１３】
このようにすると、ハイブリッド車両の運転終了時における蓄電装置の残存容量を、次回の運転開始時における触媒暖機のためのエンジン出力を回収可能なレベルに確実に設定できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、車両運転開始時の触媒暖機のための内燃機関の出力を確実に回収することによって車両燃費を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体概略構成を説明するブロック図である。
【００１６】
図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、車輪２と、動力分割機構３と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、ナビゲーション装置７５と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬ１，ＮＬ２とをさらに備える。
【００１７】
さらに、ハイブリッド車両１００は、車両搭載機器の電子制御ユニット（ＥＣＵ）として、ハイブリッドシステム全体を制御するＨＶＥＣＵ２００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２ならびにおよび昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０を制御するＭＧＥＣＵ２１０と、蓄電装置Ｂの充放電状態を管理制御するバッテリＥＣＵ２２０と、エンジン４の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２３０とを含む。各ＥＣＵ間は相互にデータ・情報を授受可能に接続される。なお、図１の例示では、各ＥＣＵを別個のユニットで構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい。
【００１８】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分割機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。
【００１９】
エンジン４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の燃料の燃焼によって車両駆動力を発生する「内燃機関」で構成される。エンジン４の排気系には、排気ガス中の有害成分を除去するための触媒コンバータ５（代表的には、三元触媒コンバータ）が配置されている。周知のように、触媒コンバータ５による排気清浄効果を得るためには触媒が活性化されている必要があるため、エンジン始動時に触媒温度が低下している場合には、エンジン排気による触媒暖機の必要がある。
【００２０】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ２０に接続される。モータジェネレータＭＧ２も、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ３０に接続される。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４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ＭＧ２は、駆動輪である車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、「第１の回転電機」および「第２の回転電機」にそれぞれ対応する。
【００２２】
蓄電装置Ｂの正極は、正極線ＰＬ１に接続され、蓄電装置Ｂの負極は、負極線ＮＬ１に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続される。昇圧コンバータ１０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に接続される。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に接続される。インバータ２０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ１との間に接続される。インバータ３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ２との間に接続される。
【００２３】
蓄電装置Ｂは、充電可能な直流電源であり、直流電力を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から出力される電力を受けて充電される。蓄電装置Ｂは、代表的には、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池により構成される。このため、以下では、蓄電装置Ｂを単にバッテリＢとも称する。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００２４】
バッテリＢには、温度センサ５１、電圧センサ５２および電流センサ５３が設けられる。これらのセンサにより検出されたバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ出力電圧（以下、単にバッテリ電圧と称する）Ｖｂおよびバッテリ入出力電流（以下、単にバッテリ電流と称する）Ｉｂは、バッテリＥＣＵ２２０へ入力される。バッテリＥＣＵ２２０は、これらのセンサ検出値に基づき、バッテリＢの残存容量であるＳＯＣ（以下、バッテリＳＯＣもと称する）を算出する。算出されたバッテリＳＯＣは、ＨＶＥＣＵ２００へ伝送される。
【００２５】
コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサＣ１の両端電圧、すなわち昇圧コンバータ１０の入力側（バッテリ側）電圧は、電圧センサ５４により検出され、検出値はＭＧＥＣＵ２１０へ入力される。
【００２６】
昇圧コンバータ１０は、ＭＧＥＣＵ２１０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置Ｂから出力される直流電圧を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいて、インバータ２０，３０から出力される直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。
【００２７】
コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧変動を平滑化する。コンデンサＣ２の両端電圧、すなわちインバータ２０，３０の入力側（直流側）電圧は、電圧センサ５６により検出され、検出値はＭＧＥＣＵ２１０へ入力される。
【００２８】
ＭＧＥＣＵ２１０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびインバータ２０，３０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。
【００２９】
インバータ２０は、ＭＧＥＣＵ２１０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。これ
により、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン４の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ１に基づいて直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。電流センサ５８は、インバータ２０からモータジェネレータＭＧ１へ供給される電流（相電流）を検知する。電流検出値は、ＭＧＥＣＵ２２０へ入力される。
【００３０】
インバータ３０は、ＭＧＥＣＵ２１０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪２からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ２に基づいて直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。電流センサ５９は、インバータ３０からモータジェネレータＭＧ２へ供給される電流（相電流）を検知する。電流検出値は、ＭＧＥＣＵ２２０へ入力される。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４の動力を用いて発電することによって３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両駆動力走行パワーを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車両１００の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。
【００３２】
ＨＶＥＣＵ２００には、ハイブリッド車両１００の車速、運転者によるアクセル／ブレーキ操作量あるいは走行路の勾配等を示す車両運転状況を示す情報が入力され、ＨＶＥＣＵ２００は、これらの車両運転状況に基づき、車両全体で必要とされるトータルパワーを算出する。
【００３３】
ＨＶＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１００が最も効率よく運行できるようにエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の間の出力分担を決定し、この出力分担に従った走行パワーがエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２から出力されるように、動作指令を生成する。エンジンＥＣＵ２３０およびＭＧＥＣＵ２１０は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２がこの動作指令に従って作動するように制御する。
【００３４】
基本的には、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の間の出力分担は、ハイブリッド車両１００が最も効率よく走行できるように決定される。たとえば、エンジン４の効率が低い低速領域では、モータジェネレータＭＧ２からの走行パワーのみを用いた走行（以下、ＥＶ走行とも称する）が行なわれる。そして、車速が上昇した通常運転状態では、エンジン４を始動させてエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の両方からの出力を用いた走行（以下、ＨＶ走行とも称する）が行なわれる。この際に、エンジン４の運転点を高効率領域とした上で、トータルパワーとエンジン出力パワーとの差分をモータジェネレータＭＧ２によって出力するように出力分担を制御することによって、車両全体でのエネルギ効率のよい、すなわち燃費のよい走行が実現される。
【００３５】
一方、エンジン始動時に触媒暖機が必要である場合には、上記のような車両運転状況に関らず、エンジン４が作動される。同様に、バッテリＳＯＣが所定レベル（たとえば、下限管理値）よりも低くなった場合にも、モータジェネレータＭＧ１での発電に用いる動力を発生するために、車両運転状況に関らずエンジン４が作動される。
【００３６】
また、ハイブリッド車両１００の走行モードとして、車両運転状況に応じてＥＶ走行およびＨＶ走行を選択する「ＨＶ走行モード」と、固定的にＥＶ走行を選択する「ＥＶ走行モード」とが設けられている。ＥＶ走行モードは、バッテリＳＯＣが所定レベル以上確保されている場合に、ユーザ要求や、走行条件に基づく自動要求に従って、ＨＶＥＣＵ２００により選択される。すなわち、ＨＶＥＣＵ２００は、「制御装置」に対応する。
【００３７】
ナビゲーション装置７５は、ＧＰＳアンテナ７７を用いてハイブリッド車両１００の車両位置（走行位置）を検出可能である。さらに、ナビゲーション装置７５は、ユーザの操作に従って各種の案内を行なう。代表的には、運転者により目的地が設定されたときに、登録された道路マップに基づくルート案内が行われる。ナビゲーション装置７５によるルート案内については周知の技術を適用できる。ナビゲーション装置７５からの情報は、ＨＶＥＣＵ２００へ与えられる。
【００３８】
図２は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を説明する概略ブロック図である。
【００３９】
図２を参照して、触媒暖機制御部５５０は、触媒コンバータ５の温度情報に基づいて、触媒暖機のためのエンジン作動を要求する制御信号ＷＲＭを生成する。触媒コンバータ５の温度情報としては、触媒コンバータ５に設置された温度センサの出力を用いてもよく、エンジン４の運転状態から推定される排気量および排気温度と、触媒コンバータ５の熱容量とから演算される温度推定値を用いてもよい。制御信号ＷＲＭが生成されると、エンジンＥＣＵ２３０によりエンジン４が作動される。上述のように、車両全体でのエネルギ効率からはエンジン４が停止されるべき場面であっても、制御信号ＷＲＭが生成されると、エンジン４は始動される。なお、触媒暖機時には、エンジン４において、点火時期の遅角化などによって排気温度を上昇させるような燃焼条件が設定されることが好ましい。なお、触媒暖機制御部５５０の機能は、エンジンＥＣＵ２３０またはＨＶＥＣＵ２００が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現できる。
【００４０】
残走行距離予測部５１０は、目的地が設定されたルート案内がナビゲーション装置７５によって実行されているときに、ハイブリッド車両１００の現在の走行位置と、道路マップ上の目的地との位置関係に基づき、所定地点までの予測走行距離Ｄｓを逐次予測する。残走行距離予測部５１０による機能は、ナビゲーション装置７５からのナビゲーション情報に基づいて、ＨＶＥＣＵ２００が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現できる。あるいは、ナビゲーション装置７５によって予測走行距離Ｄｓを逐次演算するとともに、その演算結果をＨＶＥＣＵ２００へ伝達してもよい。
【００４１】
ＥＶ走行可能距離予測部５２０は、現在のバッテリＢの蓄積電力を用いてハイブリッド車両１００がＥＶ走行モードによって走行可能な距離である、ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖを予測する。ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖは、現在のバッテリＳＯＣに基づいて、たとえば、（１）式に従って求められる。
【００４２】
Ｄｅｖ＝ＣＳａｖ・（ＳＯＣ−ＳＯＣｌｍ） ・・・（１）
（１）式において、ＳＯＣｌｍ（％）は、触媒暖機のためにエンジン４を作動した際に、エンジン出力を用いたモータジェネレータＭＧ１の発電電力がバッテリＢによって受入れられるような値に予め設定される。たとえば、ＳＯＣｌｍは、エンジン４の作動による充電要求が発せられるＳＯＣの下限管理値に対応して設定することができる。また、ＣＳａｖ（ｋｍ／％）は、ハイブリッド車両１００の１ｋｍ走行当たりの平均消費ＳＯＣの逆数を示す。
【００４３】
ＥＶ走行学習部５３０は、ハイブリッド車両１００の走行時におけるＳＯＣ実績に基づいてＣＳａｖを学習する。このように、車両走行時の実績を学習することにより、ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖの予測精度を向上することができる。
【００４４】
走行モード判定部５４０は、残走行距離予測部５１０による予測走行距離Ｄｓと、ＥＶ走行可能距離予測部５２０によるＥＶ走行可能距離Ｄｅｖとに基づいて、Ｄｓ＜Ｄｅｖのときには、ＥＶ走行モードの選択を指示するフラグＦＥＶをオンする。フラグＦＥＶがオンされると、ＨＶＥＣＵ３２０は、エンジン４を停止してモータジェネレータＭＧ２からの車両駆動力のみで走行（ＥＶ走行）するように、ハイブリッド車両１００を制御する。
【００４５】
ＥＶ走行可能距離予測部５２０、ＥＶ走行学習部５３０、および、走行モード判定部５４０の機能は、たとえば、ＨＶＥＣＵ２００が予め格納された所定プログラムを所定周期で実行することによって実現される。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を実現する制御処理手順を説明するフローチャートである。ＨＶＥＣＵ３２０は、図３に示したフローチャートに従う制御処理を実行するためのプログラムを、所定周期で繰り返し実行する。
【００４７】
図３を参照して、ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１００により、ナビゲーション装置７５からの情報に基づいて、ユーザによって目的地が設定された車両走行中である「ルート案内中」であるか否かを判定する。ルート案内中でない場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、ＨＶＥＣＵ３２０が以下の処理をスキップするので、本実施の形態による走行制御は実行されない。
【００４８】
ＨＶＥＣＵ３２０は、ルート案内中のとき（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０に処理を進めて、目的地までの予測走行距離Ｄｓを算出する。予測走行距離Ｄｓについては。ナビゲーション装置７５で算出した結果をＨＶＥＣＵ３２０で取得する処理手順としてもよい。すなわち、Ｓ１１０による処理は、図３の残走行距離予測部５１０の機能に対応する。
【００４９】
さらに、ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１２０により、現在のバッテリ状態（ＳＯＣ）に基づいて、ＥＶ走行可能距離Ｄｅｖを算出する。ステップＳ１２０による処理は、ＥＶ走行可能距離予測部５２０と同様である。
【００５０】
ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１３０により、ステップＳ１１０で求めた予測走行距離Ｄｓと、ステップＳ１２０で求めたＥＶ走行可能距離Ｄｅｖとを比較する。そして、予測走行距離ＤｓがＥＶ走行可能距離Ｄｅｖより短いときには（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、ＨＶＥＣＵ３２０は、ステップＳ１４０に処理を進めて、固定的にＥＶ走行を実行するＥＶ走行モードを選択する。
【００５１】
一方、Ｄｓ≧Ｄｅｖのときには（Ｓ１３０のＮＯ判定時）には、積極的にＥＶ走行を選択することなく、車両運転状態に応じてエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２の間での出力分担が調整されるＨＶ走行モードが適用される（ステップＳ１５０）。なお、ステップＳ１４０によりＥＶ走行モードが選択された場合であっても、バッテリＳＯＣの低下等、ＥＶ走行が実行できない条件が成立している場合には、ＨＶ走行モードが選択され得る点について、確認的に記載する。
【００５２】
以上説明したように、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御によれば、運転終了地点を予測可能であるルート案内走行時には、運転終了前の適切な時点からＥＶ走行モードを選択することによって、次回の運転開始時にバッテリＢに充電余力を生じさせるように、運転終了時のバッテリＳＯＣを低下させることができる。この結果、次回の運転開始時に触媒暖機制御を行なった際に、触媒暖機のためのエンジン出力を、モータジェネレータＭＧ１によるバッテリＢの充電電力の発電に確実に用いることができる。すなわち、触媒暖機のためのエンジン出力を確実にエネルギ回収することによって、車両全体でのエネルギ効率を高めて、燃費を向上させることができる。
【００５３】
なお図１に示したハイブリッド車両の構成は例示に過ぎず、本発明は、蓄電装置の電力によって走行パワーを発生する電動機と、それ以外の駆動力源（代表的にはエンジン）とを搭載し、かつ、触媒暖機制御を実行するハイブリッド車両であれば、車両構成を特に限定することなく適用可能である点について確認的に記載する。
【００５４】
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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体概略構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を説明する概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の走行制御を実現する制御処理手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、５ 触媒コンバータ、１０ 昇圧コンバータ、２０，３０ インバータ、５１ 温度センサ、５２，５４，５６ 電圧センサ、５３，５８，５９ 電流センサ、７５ ナビゲーション装置、７７ ＧＰＳアンテナ、１００ ハイブリッド車両、５１０ 残走行距離予測部、５２０ ＥＶ走行可能距離予測部、５３０ 走行学習部、５４０ 走行モード判定部、５５０ 触媒暖機制御部、Ｂ 蓄電装置（バッテリ）、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄｅｖ ＥＶ走行可能距離、Ｄｓ 予測走行距離、２００ ＨＶＥＣＵ、２１０ ＭＧＥＣＵ、２２０ バッテリＥＣＵ、２３０ エンジンＥＣＵ、ＦＥＶ フラグ（ＥＶ走行モード）、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２ 信号、ＷＲＭ 制御信号（触媒暖機要求）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動力を発生する内燃機関と、
前記内燃機関の排気系に設けられた触媒装置と、
蓄電装置と、
前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発電可能に構成された第１の回転電機と、
前記蓄電装置からの電力を用いて前記内燃機関と独立に車両駆動力を発生可能に構成された第２の回転電機と、
車両位置を検出可能であるとともに、ユーザにより指定された目的地への走行経路案内機能を有するナビゲーション装置と、
前記ハイブリッド車両の走行を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記触媒装置の温度が所定以下であるときに、前記ハイブリッド車両の走行状態にかかわらず前記内燃機関を作動させる触媒暖機制御部と、
前記蓄電装置の残存容量に基づいて、前記蓄電装置の蓄積電力を用いた前記第２の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離を推定する走行可能距離推定部と、
前記ナビゲーション装置によって前記走行経路案内がなされているときに、前記目的地までの予測走行距離を求める走行距離予測部と、
前記走行可能距離が前記予測走行距離より短いときに、前記内燃機関を停止させるとともに前記第２の回転電機によって車両駆動力を発生させる所定の走行モードを選択する走行モード判定部とを含む、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記所定の走行モードの選択時に、前記蓄電装置の電力消費量に対する前記ハイブリッド車両の走行距離の比率を学習する走行学習部をさらに含み、
前記走行可能距離推定部は、前記走行学習部による学習結果と、前記蓄電装置の残存容量とに基づいて、前記走行可能距離を推定する、請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記走行可能距離推定部は、前記残存容量の現在値と下限管理値との差と、前記走行学習部によって学習された前記比率との積に従って、前記走行可能距離を推定する、請求項２記載のハイブリッド車両。
【請求項１】
車両駆動力を発生する内燃機関と、
前記内燃機関の排気系に設けられた触媒装置と、
蓄電装置と、
前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発電可能に構成された第１の回転電機と、
前記蓄電装置からの電力を用いて前記内燃機関と独立に車両駆動力を発生可能に構成された第２の回転電機と、
車両位置を検出可能であるとともに、ユーザにより指定された目的地への走行経路案内機能を有するナビゲーション装置と、
前記ハイブリッド車両の走行を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記触媒装置の温度が所定以下であるときに、前記ハイブリッド車両の走行状態にかかわらず前記内燃機関を作動させる触媒暖機制御部と、
前記蓄電装置の残存容量に基づいて、前記蓄電装置の蓄積電力を用いた前記第２の回転電機からの車両駆動力による走行可能距離を推定する走行可能距離推定部と、
前記ナビゲーション装置によって前記走行経路案内がなされているときに、前記目的地までの予測走行距離を求める走行距離予測部と、
前記走行可能距離が前記予測走行距離より短いときに、前記内燃機関を停止させるとともに前記第２の回転電機によって車両駆動力を発生させる所定の走行モードを選択する走行モード判定部とを含む、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記所定の走行モードの選択時に、前記蓄電装置の電力消費量に対する前記ハイブリッド車両の走行距離の比率を学習する走行学習部をさらに含み、
前記走行可能距離推定部は、前記走行学習部による学習結果と、前記蓄電装置の残存容量とに基づいて、前記走行可能距離を推定する、請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記走行可能距離推定部は、前記残存容量の現在値と下限管理値との差と、前記走行学習部によって学習された前記比率との積に従って、前記走行可能距離を推定する、請求項２記載のハイブリッド車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−６４４９９（Ｐ２０１０−６４４９９Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２９６４３（Ｐ２００８−２２９６４３）
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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