JP2019119389A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】各区間の区間情報に基づいて、複数の区間を含む走行予定ルート（走行経路）の各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第１モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第２モードに設定するものにおいて、第２モードでの走行時間が長くなることを抑制すると共に第１モードでの走行が維持できなくなることを抑制する。【解決手段】設定した走行モードが第２モードである第１区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、第１区間から第１区間の次に設定した走行モードが第２モードである第２区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、第１区間の走行モードを第１モードに変更する。これにより、第２モードでの走行時間が長くなることを抑制すると共に第１モードでの走行が維持できなくなることを抑制することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、蓄電装置と、制御装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。

従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジン（内燃機関）と、モータ（第２モータジェネレータ）と、蓄電装置（バッテリ）と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 エンジンは、駆動輪を連結するための駆動軸に動力を出力する。モータは、駆動輪に動力を出力する。蓄電装置は、モータと電力をやりとりする。この車両では、各区間の区間情報に基づいて、エネルギ効率が向上するように、複数の区間を含む走行予定ルート（走行経路）の各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第１モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第２モードに設定する。そして、各区間を設定した走行モードで走行するようにエンジンとモータとを制御している。

特開２０１６−１５９８４８号公報

上述の車両では、一般に、エンジンに取り付けられた排気ガスを浄化する浄化装置の触媒を暖機するために、エンジンの運転が所定時間継続されるようにエンジンを制御する触媒暖機制御を実行する。そのため、走行モードが第２モードの区間で触媒暖機制御が実行されると、触媒暖機制御が終了するまでエンジンの運転が継続されるから、第２モードの区間の区間時間が区間情報に基づいて設定される時間より長くなってしまい、エネルギ効率が低下してしまう場合がある。こうしたエネルギ効率の低下を抑制する手法として、第２モードの区間の区間時間が所定時間より短いときには一律に走行モードを第１モードに変更する手法が考えられる。しかしながら、この手法では、第１モードでの走行により蓄電装置の電力の消費量が増加するから、蓄電装置の蓄電量が減少して第１モードでの走行が維持できなくなる場合がある。

本発明のハイブリッド車両は、各区間の区間情報に基づいて、複数の区間を含む走行予定ルート（走行経路）の各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第１モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第２モードに設定するものにおいて、第２モードでの走行時間が長くなることを抑制すると共に第１モードでの走行が維持できなくなることを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、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車両は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
複数の走行区間を含む走行予定ルートにおける各走行区間に関する区間情報に基づいて、前記各走行区間における走行モードを、前記蓄電装置の電力を消費させる第１モードまたは前記蓄電装置の蓄電量を保持する第２モードに設定し、設定した前記走行モードで走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、設定した前記走行モードが前記第２モードである第１区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、前記第１区間から前記第１区間の次に設定した前記走行モードが前記第２モードである第２区間までの前記蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、前記第１区間の前記走行モードを前記第１モードに変更する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両では、複数の走行区間を含む走行予定ルートにおける各走行区間に関する区間情報に基づいて、各走行区間における走行モードを、蓄電装置の電力を消費させる第１モードまたは蓄電装置の蓄電量を保持する第２モードに設定し、設定した走行モードで走行するようにエンジンとモータとを制御する。そして、設定した走行モードが第２モードである第１区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、第１区間から第１区間の次に設定した走行モードが第２モードである第２区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、第１区間の走行モードを第１モードに変更する。
ここで、「所定時間」は、エンジンの触媒暖機制御を継続する時間として予め定められた時間である。「所定量」は、第１区間の走行モードを第２モードから第１モードへ変更することで、蓄電装置の蓄電量が低下して第１モードでの走行が維持できなくなるか否かを判定するための閾値である。これにより、区間時間が所定時間未満の区間について、エンジンの運転の抑制されるから、エンジンの触媒暖機制御の実行が抑制される。したがって、エンジンの触媒暖機制御の実行により、区間情報に基づいて走行モードが第２モードに設定される区間の区間時間が設定値より長くなることが抑制され、第２モードでの走行時間が長くなることが抑制される。さらに、第１区間から第２区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときに、第１区間の走行モードを第１モードに変更する、すなわち、第１区間から第２区間までの蓄電装置の電力の消費量が所定量を超えているときには、第１区間の走行モードを第２モードから第１モードへ変更しないから、蓄電装置の蓄電量が低下して第１モードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。この結果、各区間の区間情報に基づいて、複数の区間を含む走行予定ルートの各区間の走行モードを、蓄電装置の電力を消費する第１モードまたは蓄電装置の蓄電量を維持する第２モードに設定するものにおいて、第２モードでの走行時間が長くなることを抑制すると共に第１モードでの走行が維持できなくなることを抑制することができる。なお、「区間情報」としては、例えば、標高情報や勾配情報などの道路情報が含まれる。

こうした本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記エンジンを運転している場合において、所定条件が成立したときには、前記エンジンが前記所定時間運転されることにより前記エンジンの触媒が暖機されるように前記エンジンを制御する触媒暖機制御を実行してもよい。

本発明の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。 ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵにより実行される走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 各走行区間の区間時間とＣＳ区間，ＣＤ区間の種別との関係の一例を示す説明図である。 変形例の走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 平均車速と走行負荷と効率改善指数αとの関係の一例を示す説明図である。

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。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、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、バッテリ５０と、充電器６０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いる。エンジン２２は、エアクリーナによって清浄された空気をスロットルバルブを介して吸入すると共に燃料噴射弁から燃料を噴射して、空気とガソリンとを混合する。そして、この混合気を吸気バルブを介して燃焼室に吸入する。そして、エンジン２２は、吸入した混合気を点火プラグによる電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン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。燃焼室からの排気は、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浄化触媒（三元触媒）２７ａを有する浄化装置２７を介して外気へ排出される。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によって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から入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒやスロットルバルブ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からのスロットル開度ＴＨなどを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種々の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から出力される制御信号としては、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号や燃料噴射弁への制御信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号など、その他にも種々のもの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おり、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

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３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７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、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、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。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が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、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を挙げることができる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流も挙げることができる。

モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない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おり、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。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いる。このバッテリ５０は、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。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によって管理されている。

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、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧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からの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなど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おり、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。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る。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入力制限Ｗｉｎは、バッテリ５０を充電してもよい最大許容電力（負の値）であり、出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい最大許容電力（正の値）である。

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が家庭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を充電することができるように構成されている。この充電器６０は、ＡＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータは、電源プラグ６１を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＡＣ／ＤＣコンバータからの直流電力の電圧を変換してバッテリ５０側に供給する。この充電器６０は、電源プラグ６１が外部電源に接続されているときに、ＨＶＥＣＵ７０によって、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとが制御されることにより、外部電源からの電力をバッテリ５０に供給する。

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９４と、自車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を表示すると共に操作者による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、観光情報や駐車場など）や予め定められている各走行区間（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化されて記憶されており、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、郊外）、種別情報（一般道路、高速道路）、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、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、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，車速センサ８８からの車速Ｖ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，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

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、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）で走行したり、電動走行（ＥＶ走行）で走行したりする。ＨＶ走行では、エンジン２２の運転を伴って走行する。ＥＶ走行では、エンジン２２を運転停止して走行する。

ＨＶ走行での走行時には、基本的には以下のように走行制御を行なう。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて、運転者が走行に要求する走行要求パワーＰｄ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０
の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、車両に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと制御中心としての目標蓄電割合ＳＯＣ＊との差分ΔＳＯＣに基づいて、差分ΔＳＯＣの絶対値が小さくなるように設定する。次に、エンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについては、エンジンＥＣＵ２４に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるように、インバータ４１，４２の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行での走行時には、基本的には以下のように走行制御を行なう。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２を制御する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅或いは予め設定された充電ポイントでシステムオフ中において、ＨＶＥＣＵ７０は、接続検出センサから接続検出信号が入力されると（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が満充電状態またはそれよりも若干低い所定充電状態となるように充電器６０を制御する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、バッテリ５０の電力を消費するＣＤモード（Charge Depletingモード）で走行したり、バッテリ５０の蓄電量を保持するＣＳモード（Charge Sustainingモード）で走行したりする。

ＣＤモードは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ（例えば２５％や３０％，３５％など）以下に至るまでＥＶ走行で走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ以下に至ったときにはＨＶ走行で走行する。なお、運転者によってアクセルペダル８３が大きく踏み込まれる高負荷時や、エンジン２２の暖機時などには、ＣＤモード中であってもエンジン２２を運転してＨＶ走行で走行する。ＣＳモードは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｈｖより大きい目標値Ｃ１を中心する所定範囲内で維持するようにＨＶ走行で走行する。なお、バッテリ５０の蓄電割合が目標値Ｃ１を上まわるとＥＶ走行で走行し、バッテリ５０の蓄電割合が目標値Ｃ１以下となるとＨＶ走行で走行する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転しているときに、エンジン２２の浄化触媒２７ａの温度が所定温度（例えば、３５０℃，４００℃，４５０℃など）以下であるときには、エンジン２２の運転停止を所定時間ｔｒｅｆ（例えば、５５ｓｅｃ，６０ｓｅｃ，６５ｓｅｃなど）に亘り禁止して、エンジン２２の点火時期を浄化触媒２７ａの温度が所定温度以上であるときの点火時期より遅くして、所定回転数且つ所定出力で所定時間ｔｒｅｆエンジン２２を運転するようにエンジン２２を制御する触媒暖機制御を実行して、浄化触媒２７ａを暖機する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ナビゲーション装置９０は、運転者により目的地が設定されたときには、地図情報と自車の現在地と目的地とに基づいて自車の現在地から目的地までの推奨ルートを検索し、検索した推奨ルートを走行予定ルートとしてディスプレイ９６に出力してルート案内を行なう。また、走行予定ルートの走行中に、自車が走行予定ルートから外れたときには、自車の現在地から目的地までの推奨ルートを再検索し、走行予定ルートを再検索前の推奨ルートから再検索した推奨ルートに変更してルート案内を行なう。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に、ナビゲーション装置９０が設定した走行予定ルートを複数に分割した各走行区間の走行モードを設定する際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵにより実行される走行モード設定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、ナビゲーション装置９０により設定された走行予定ルートがＨＶＥＣＵ７０に入力されたときに実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、入力された走行予定ルートをｎ個の走行区間に分割し、各走行区間で消費が予測される予測消費電力の総和Ｅｓｕｍを算出する処理を実行する（ステップＳ１００）。走行区間は、実施例では、走行予定ルートの道路を等間隔に区切ったものである。なお、走行区間は、道路の勾配の変化点や曲率半径の変化点で区切った区間としてもよい。各走行区間での予測消費電力は、その走行区間の走行負荷に、走行区間の長さである区間長Ｌ（実施例では、全ての走行区間が同一の長さ）を乗じた値として算出される。走行負荷は、ＥＶ走行で走行した場合における単位距離当たりのバッテリ５０の電力の消費量であり、各走行区間の区間情報（例えば、標高情報や勾配情報など）を用いて設定される。

続いて、算出した総和Ｅｓｕｍがバッテリ５０から放電可能な最大電力量Ｅｍａｘを超えているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。最大電力量Ｅｍａｘは、蓄電割合ＳＯＣにバッテリ５０の全容量を乗じた電力量である。したがって、ステップＳ１１０は、走行予定ルートの全ての走行区間をＥＶ走行で走行することが可能か否かを判定する処理となっている。

ステップＳ１１０で総和Ｅｓｕｍが最大放電電力量Ｅｍａｘ以下であるときには、全ての走行区間を走行モードがＣＤモードであるＣＤ区間に設定して（ステップＳ１２０），本ルーチンを終了する。このように全ての走行区間をＣＤ区間とすることにより、走行区間を走行モードがＣＳモードであるＣＳ区間に設定するものに比して、目的地に到着したときにバッテリ５０に余剰な電力が蓄電されることを抑制している。

ステップＳ１１０で総和Ｅｓｕｍが最大電力Ｅｍａｘを超えているときには、全ての走行区間をＥＶ走行で走行することができないと判断して、区間情報に基づいて、各走行区間をＣＤ区間またはＣＳ区間に設定する（ステップＳ１３０）。ここでは、各走行区間毎にＥＶ走行で走行したときの区間消費電力を算出し、区間消費電力の総和が最大放電電力量Ｅｍａｘ以下になる範囲内で走行負荷が小さい走行区間から順にＣＤ区間として、残余の走行区間をＣＳ区間とする。実施例では、ｎ個の走行区間のうちｍ個がＣＳ区間に設定され、最も現在地に近いＣＳ区間から順に、ＣＳ区間［１］，ＣＳ区間［２］・・・ＣＳ区間［ｍ］とする。

続いて、各ＣＳ区間について、各ＣＳ区間を走行する際の所要時間である区間時間ｔｃｓ［ｉ］（ｉ＝１〜ｍ）を算出する（ステップＳ１４０）。区間時間ｔｃｓ［ｉ］は、各ＣＳ区間の区間長Ｌ［ｉ］（実施例では、全てのＣＳ区間で同一の長さ）を区間車速Ｖ［ｉ］で除した値である。区間車速Ｖ［ｉ］は、各ＣＳ区間での車速の平均値として区間情報に応じて予め実験や解析などにより求めたものである。

続いて、区間時間ｔｃｓ［１］が所定時間ｔｒｅｆ未満であるか否かと（ステップＳ１５０）、ＣＳ区間［１］から次のＣＳ区間であるＣＳ区間［２］までＣＤモードで走行したときにバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［１］（Ｅｍａｘ・Ｒ）を超えているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、所定割合Ｒ［１］は、最大放電電力量ＥｍａｘのうちＣＳ区間［１］から次のＣＳ区間［２］までの間をＣＤモードで走行したときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ（蓄電量）が閾値Ｓｈｖを下回らない範囲内で放電可能なバッテリ５０の電力の割合である。

ステップＳ１５０で区間時間ｔｃｓ［１］が所定時間ｔｒｅｆ以上であるときには、エンジン２２の触媒暖機制御が実行されてもＣＳ区間［１］の区間時間ｔｃｓ［１］内にエンジン２２の触媒暖機制御が終了すると判断して、ステップＳ１８０の処理へ進む。

ステップＳ１５０で区間時間ｔｃｓ［１］が所定時間ｔｒｅｆ未満であり、且つ、ステップＳ１６０で次のＣＳ区間［２］までのバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［１］（Ｅｍａｘ・Ｒ［１］）以下であるときには、エンジン２２の触媒暖機制御が実行されるとＣＳ区間［１］の区間時間ｔｃｓ［１］内にエンジン２２の触媒暖機制御が終了しないため区間時間ｔｃｓ［１］を延長する必要が生じ、ＣＳ区間［１］をＣＤモードで走行してもバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ（蓄電量）が閾値Ｓｈｖを下回らないと判断して、ＣＳ区間［１］をＣＤ区間へ変更して（ステップＳ１７０）、ステップＳ１８０へ進む。ＣＳ区間［１］をＣＤ区間へ変更することにより、ＣＳモードで走行する場合に比して、エンジン２２の運転が抑制されるから、エンジン２２の触媒暖機制御の実行が抑制される。したがって、エンジン２２の触媒の実行するために区間時間ｔｃｓ［１］を長くすることが抑制され、ＣＳモードでの走行時間が長くなることが抑制される。また、ＣＳ区間［１］をＣＤ区間へ変更しても、次のＣＳ区間［２］までのバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［１］（Ｅｍａｘ・Ｒ［１］）以下であるから、バッテリ５０の蓄電量が低下してＣＤモードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。

ステップＳ１５０で区間時間ｔｃｓ［１］が上述した所定時間ｔｒｅｆ未満であるが、ステップＳ１６０で次のＣＳ区間であるＣＳ区間［２］までのバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［１］を超えているときには、エンジン２２の触媒暖機制御が実行されるとＣＳ区間［１］の区間時間が延長される可能性があるが、ＣＳ区間［１］をＣＤ区間へ変更するとＣＳ区間［２］に到達する前にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ（蓄電量）が閾値Ｓｈｖを下回りＣＤモードでの走行が維持できなくなると判断して、ステップＳ１８０の処理へ進む。こうした処理により、ＣＤモードでの走行が維持できなくなることを抑制することができる。

続いて、ＣＳ区間［２］について、ステップＳ１５０〜Ｓ１７０と同様の処理であるステップＳ１８０〜Ｓ２００を実行する。すなわち、ステップＳ１５０，Ｓ１６０と同様に、区間時間ｔｃｓ［２］が所定時間ｔｒｅｆ未満であるか否かと（ステップＳ１８０）、次のＣＳ区間であるＣＳ区間［３］までのバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［２］（Ｅｍａｘ・Ｒ［２］）を超えているか否かを判定する（ステップＳ１９０）。

ステップＳ１８０で区間時間ｔｃｓ［２］が所定時間ｔｒｅｆ以上であるときには、ステップＳ２１０以降へ進む。ステップＳ１８０で区間時間ｔｃｓ［２］が所定時間ｔｒｅｆ未満であり、且つ、ステップＳ１９０で次のＣＳ区間［３］までのバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［２］以下であるときには、ＣＳ区間［２］をＣＤ区間へ変更して（ステップＳ２００）、ステップＳ２１０へ進む。そして、ステップＳ１８０で区間時間ｔｃｓ［１］が所定時間ｔｒｅｆ未満であるが、ステップＳ１９０で次のＣＳ区間であるＣＳ区間［２］までのバッテリ５０の放電電力が最大放電電力Ｅｍａｘの所定割合Ｒ［２］を超えているときには、ステップＳ２１０へ進む。これ以降のＣＳ区間［３］〜［ｍ］においても、順に、ステップＳ１５０〜Ｓ１７０と同様の処理を実行して、本ルーチンを終了する。

図３は、各走行区間の区間時間とＣＳ区間，ＣＤ区間の種別との関係の一例を示す説明図である。図示するように、ＣＳ区間のうち、区間時間が所定時間ｔｒｅｆ未満であるときに、次のＣＳ区間までのバッテリ５０の電力の消費量が所定量（Ｅｍａｘ・Ｒ［ｉ］）以下であるときには、ＣＳ区間をＣＤ区間に変更する。このように、ＣＳ区間［ｉ］（ｉ＝１〜ｍ）の区間時間ｔｃｓ［ｉ］が所定時間ｔｒｅｆ未満であり、且つ、ＣＳ区間［ｉ］からＣＳ区間［ｉ＋１］（ただし、ｉは、ｍを超えない）までのバッテリ５０の電力の消費量が所定量（Ｅｍａｘ・Ｒ［ｉ］）以下であるときには、ＣＳ区間［ｉ］の走行モードをＣＤモードに変更することにより、ＣＳモードでの走行時間が長くなることを抑制できると共にＣＤモードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ＣＳ区間［ｉ］（ｉ＝１〜ｍ）の区間時間ｔｃｓ［ｉ］が所定時間ｔｒｅｆ未満であり、且つ、ＣＳ区間［ｉ］からＣＳ区間［ｉ＋１］（ただし、ｉは、ｍを超えない）までのバッテリ５０の電力の消費量が所定量（Ｅｍａｘ・Ｒ［１］）以下であるときには、ＣＳ区間［ｉ］の走行モードをＣＤモードに変更することにより、ＣＳモードでの走行時間が長くなることを抑制できると共にＣＤモードでの走行が維持できなくなることを抑制できる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１５０以降の処理を実行して、ＣＳ区間［ｉ］（ｉ＝１〜ｍ）の区間時間ｔｃｓ［ｉ］が所定時間ｔｒｅｆ未満であり、且つ、ＣＳ区間［ｉ］からＣＳ区間［ｉ＋１］（ただし、ｉは、ｍを超えない）までのバッテリ５０の電力の消費量が所定量（Ｅｍａｘ・Ｒ［１］）以下であるときには、ＣＳ区間［ｉ］の走行モードをＣＤモードに変更している。しかしながら、図４の変形例の走行モード設定ルーチンに例示するように、ステップＳ１６０とステップＳ１７０との間でステップＳ３００の判定処理を実行したり、ステップＳ１９０とステップＳ２００との間でステップＳ３００と同様のステップＳ３１０の判定処理を実行してもよい。

ステップＳ３００では、ＣＳ区間［１］をＣＤ区間に変更したときの効率改善指数αが、他のＣＳ区間をＣＤ区間に変更したときの効率改善指数αより大きいか否かを判定する。効率改善指数αは、その区間での平均車速とその区間での走行負荷とを用いて設定される。

図５は、平均車速と走行負荷と効率改善指数αとの関係の一例を示す説明図である。効率改善指数αは、平均車速が大きいときには小さいときに比して大きくなり、走行負荷が大きいときには小さいときに比して大きくなるように、すなわち、平均車速が大きくなるほど大きくなり、走行負荷が大きくなるほど大きくなるように設定される。

ステップＳ３００でＣＳ区間［１］をＣＤ区間に変更したときの効率改善指数αが、他のＣＳ区間をＣＤ区間に変更したときの効率改善指数αより大きいときには、ＣＳ区間［１］をＣＤ区間に変更する。ステップＳ３００でＣＳ区間［１］をＣＤ区間に変更したときの効率改善指数αが、他のＣＳ区間をＣＤ区間に変更したときの効率改善指数α以下であるときには、ステップＳ１８０の処理へ進む。ステップＳ３１０では、ステップＳ３００と同様の処理をＣＳ区間［２］に対して適用する。このように、各ＣＳ区間に対して、ステップＳ３００と同様の処理を適用することにより、ＣＤ区間へ変更するとエネルギ効率が向上するＣＳ区間をＣＤ区間へ変更することができる。これにより、よりエネルギ効率を向上させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、全てのＣＳ走行区間についてステップＳ１５０〜Ｓ１７０と同様の処理を適用しているが、少なくとも１つのＣＳ走行区間についてステップＳ１５０〜Ｓ１７０と同様の処理を適用すればよいから、一部のＣＳ走行区間についてのみにステップＳ１５０〜Ｓ１７０と同様の処理を適用しても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として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たバッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置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、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸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を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機を介して発電可能なモータを接続すると共にこのモータの回転軸にクラッチを介してエンジン２２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「蓄電装置」に相当し、ナビゲーション装置９０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ５０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０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、ハイブリッド車両の製造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、２３ クランクポジションセンサ、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、２７ 浄化装置、２７ａ 浄化触媒、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 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 回転位置検出センサ、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ＥＣＵ５２）、５４ 電力ライン、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、９４ ＧＰＳアンテナ、９６ ディスプレイ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
   前記駆動軸に動力を入出力するモータと、
   前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
   複数の走行区間を含む走行予定ルートにおける各走行区間に関する区間情報に基づいて、前記各走行区間における走行モードを、前記蓄電装置の電力を消費させる第１モードまたは前記蓄電装置の蓄電量を保持する第２モードに設定し、設定した前記走行モードで走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
   を備えるハイブリッド車両であって、
   前記制御装置は、設定した前記走行モードが前記第２モードである第１区間の区間時間が所定時間未満であり、且つ、前記第１区間から前記第１区間の次に設定した前記走行モードが前記第２モードである第２区間までの前記蓄電装置の電力の消費量が所定量以下であるときには、前記第１区間の前記走行モードを前記第１モードに変更する、
   ハイブリッド車両。

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