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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御システム及び制御方法
(51)【国際特許分類】
B60W 20/16 20160101AFI20240806BHJP
B60W 10/30 20060101ALI20240806BHJP
F02D 29/06 20060101ALI20240806BHJP
F01N 3/20 20060101ALI20240806BHJP
B60L 50/16 20190101ALI20240806BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20240806BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20240806BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
B60W20/16 ZHV
B60W10/30 900
F02D29/06 Z
F01N3/20 B
F01N3/20 K
B60L50/16
B60L50/60
B60L58/12
B60L15/20 J
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021053797
(22)【出願日】2021-03-26
(65)【公開番号】P2022008023
(43)【公開日】2022-01-13
【審査請求日】2023-09-12
(31)【優先権主張番号】P 2020109889
(32)【優先日】2020-06-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 宣夫
(74)【代理人】
【識別番号】100133835
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 努
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】影浦 義之
(72)【発明者】
【氏名】横山 大樹
(72)【発明者】
【氏名】山本 孝祐
(72)【発明者】
【氏名】若林 秀人
(72)【発明者】
【氏名】林 佳史
【審査官】中川 隆司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０５９３６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２６９２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２４７１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１２６９１０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００４－１５６６２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２８７３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１７１２６０９１（ＤＥ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１８１２７５５０（ＤＥ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１１８９５０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３４１７０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｗ ２０／１６
Ｂ６０Ｗ １０／３０
Ｆ０２Ｄ ２９／０６
Ｆ０１Ｎ ３／２０
Ｂ６０Ｌ ５０／１６
Ｂ６０Ｌ ５０／６０
Ｂ６０Ｌ ５８／１２
Ｂ６０Ｌ １５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、前記内燃機関の運転が停止されつつ前記電気モータが運転されるＥＶモードと、前記内燃機関及び前記電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両の制御システムであって、前記内燃機関の触媒を加熱するように構成された電気ヒータと、
前記内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域のうち前記低エミッション領域の境界に隣接する出口エリア内に前記ハイブリッド車両があるか否かを判別するように構成されている位置判別部と、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されているヒータ制御部と、
を備え、
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域を出るときに前記触媒が活性状態にあるように前記電気ヒータを作動させるように構成されており、
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率に応じて定まる利用可能電気エネルギ量が、前記触媒が活性状態にありつつ前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときには、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに比べて、前記電気ヒータへの通電量を少なくするように構成されている、
制御システム。
【請求項2】
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率があらかじめ定められたしきい値よりも高いと判別されたときに、前記電気ヒータを作動させず、前記バッテリの充電率が前記しきい値よりも低いと判別されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されている、請求項１に記載の制御システム。
【請求項3】
前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出るか否かを予測する予測部を更に備え、前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出ないと予測されたときに、前記電気ヒータを作動させず、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出ると予測されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されている、
請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項4】
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記境界までの前記ハイブリッド車両の距離が長いときには、前記距離が短いときに比べて、前記電気ヒータへの単位時間あたりの通電量を少なくするように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項5】
前記ヒータ制御部は、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときに、前記電気ヒータへの通電量をゼロにして前記電気ヒータを作動させないように構成されている、請求項１に記載の制御システム。
【請求項6】
前記ヒータ制御部は、前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記領域外必要電気エネルギ量に対する前記利用可能電気エネルギ量の超過分の一部又は全部を前記電気ヒータに供給するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項7】
前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域内の充電設備に到達するのに必要な充電必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記ハイブリッド車両を前記充電設備に案内するように構成されている案内部を更に備える、請求項１から６までのいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項8】
前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記ハイブリッド車両を前記低エミッション領域外に案内するように構成されている案内部を更に備える、請求項１から７までのいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項9】
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、前記内燃機関の運転が停止されつつ前記電気モータが運転されるＥＶモードと、前記内燃機関及び前記電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両の制御方法であって、前記内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域のうち前記低エミッション領域の境界に隣接する出口エリア内に前記ハイブリッド車両があるか否かを判別することと、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときに、前記内燃機関の触媒を加熱するための電気ヒータを作動させることと、
を含み、
前記電気ヒータを作動させることは、
前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域を出るときに前記触媒が活性状態にあるように前記電気ヒータを作動させることと、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率に応じて定まる利用可能電気エネルギ量が、前記触媒が活性状態にありつつ前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときには、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに比べて、前記電気ヒータへの通電量を少なくすることと、
を含む、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示はハイブリッド車両の制御システム及び制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、内燃機関の運転が停止されつつ電気モータが運転されるＥＶモードと、内燃機関及び電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両であって、ＨＶモードにおいて、バッテリの充電率（ＳＯＣ）があらかじめ定められた第１の設定値を下回ると、発電のために内燃機関が始動され、このとき発生された電力によりバッテリが充電される、ハイブリッド車両が公知である。
【0003】
ところが、バッテリのＳＯＣが第１の設定値を下回ったときに、内燃機関の触媒が不活性状態にあるおそれがある。この場合、内燃機関を始動させると、排気エミッションが増大するおそれがある。そこで、バッテリのＳＯＣが、第１の設定値よりも高い第２の設定値を下回ったときに、触媒を加熱するための電気ヒータを作動させる、ハイブリッド車両が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００３－２６９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、例えば都市部に、内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域を設定する技術が知られている（ジオフェンシング）。低エミッション領域内では、ハイブリッド車両は通常、電気モータによる走行、すなわちＥＶモードで走行する。したがって、回生制御を考慮したとしても、低エミッション領域内ではバッテリのＳＯＣが次第に低下する。このため、ハイブリッド車両が低エミッション領域を出ると直ちに、発電のために内燃機関が始動される可能性がある。しかしながら、このとき触媒が活性状態にないおそれがある。特許文献１にはこの問題点について何ら開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示によれば、以下が提供される。
［構成１］
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、前記内燃機関の運転が停止されつつ前記電気モータが運転されるＥＶモードと、前記内燃機関及び前記電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両の制御システムであって、
前記内燃機関の触媒を加熱するように構成された電気ヒータと、
前記内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域のうち前記低エミッション領域の境界に隣接する出口エリア内に前記ハイブリッド車両があるか否かを判別するように構成されている位置判別部と、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されているヒータ制御部と、
を備える、制御システム。
［構成２］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率があらかじめ定められたしきい値よりも高いと判別されたときに、前記電気ヒータを作動させず、前記バッテリの充電率が前記しきい値よりも低いと判別されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されている、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出るか否かを予測する予測部を更に備え、
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出ないと予測されたときに、前記電気ヒータを作動させず、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出ると予測されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されている、
構成１又は２に記載の制御システム。
［構成４］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記境界までの前記ハイブリッド車両の距離が長いときには、前記距離が短いときに比べて、前記電気ヒータへの単位時間あたりの通電量を少なくするように構成されている、構成１から３までのいずれか１に記載の制御システム。
［構成５］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域を出るときに前記触媒が活性状態にあるように前記電気ヒータを作動させるように構成されている、構成１から４までのいずれか１に記載の制御システム。
［構成６］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率に応じて定まる利用可能電気エネルギ量が、前記触媒が活性状態にありつつ前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときには、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに比べて、前記電気ヒータへの通電量を少なくするように構成されている、構成５に記載の制御システム。
［構成７］
前記ヒータ制御部は、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときに、前記電気ヒータへの通電量をゼロにして前記電気ヒータを作動させないように構成されている、構成６に記載の制御システム。
［構成８］
前記ヒータ制御部は、前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記領域外必要電気エネルギ量に対する前記利用可能電気エネルギ量の超過分の一部又は全部を前記電気ヒータに供給するように構成されている、構成６又は７に記載の制御システム。
［構成９］
前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域内の充電設備に到達するのに必要な充電必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記ハイブリッド車両を前記充電設備に案内するように構成されている案内部を更に備える、構成６から８までのいずれか１項に記載の制御システム。
［構成１０］
前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記ハイブリッド車両を前記低エミッション領域外に案内するように構成されている案内部を更に備える、構成６から９までのいずれか１項に記載の制御システム。
［構成１１］
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、前記内燃機関の運転が停止されつつ前記電気モータが運転されるＥＶモードと、前記内燃機関及び前記電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域のうち前記低エミッション領域の境界に隣接する出口エリア内に前記ハイブリッド車両があるか否かを判別することと、
と、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときに、前記内燃機関の触媒を加熱するための電気ヒータを作動させることと、
を含む、制御方法。
［構成１］
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、前記内燃機関の運転が停止されつつ前記電気モータが運転されるＥＶモードと、前記内燃機関及び前記電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両の制御システムであって、
前記内燃機関の触媒を加熱するように構成された電気ヒータと、
前記内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域のうち前記低エミッション領域の境界に隣接する出口エリア内に前記ハイブリッド車両があるか否かを判別するように構成されている位置判別部と、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されているヒータ制御部と、
を備える、制御システム。
［構成２］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率があらかじめ定められたしきい値よりも高いと判別されたときに、前記電気ヒータを作動させず、前記バッテリの充電率が前記しきい値よりも低いと判別されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されている、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出るか否かを予測する予測部を更に備え、
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出ないと予測されたときに、前記電気ヒータを作動させず、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域外に出ると予測されたときに、前記電気ヒータを作動させるように構成されている、
構成１又は２に記載の制御システム。
［構成４］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記境界までの前記ハイブリッド車両の距離が長いときには、前記距離が短いときに比べて、前記電気ヒータへの単位時間あたりの通電量を少なくするように構成されている、構成１から３までのいずれか１に記載の制御システム。
［構成５］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記低エミッション領域を出るときに前記触媒が活性状態にあるように前記電気ヒータを作動させるように構成されている、構成１から４までのいずれか１に記載の制御システム。
［構成６］
前記ヒータ制御部は、前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときにおいて、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率に応じて定まる利用可能電気エネルギ量が、前記触媒が活性状態にありつつ前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときには、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに比べて、前記電気ヒータへの通電量を少なくするように構成されている、構成５に記載の制御システム。
［構成７］
前記ヒータ制御部は、前記利用可能電気エネルギ量が前記必要電気エネルギ量よりも少ないと判別されたときに、前記電気ヒータへの通電量をゼロにして前記電気ヒータを作動させないように構成されている、構成６に記載の制御システム。
［構成８］
前記ヒータ制御部は、前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記領域外必要電気エネルギ量に対する前記利用可能電気エネルギ量の超過分の一部又は全部を前記電気ヒータに供給するように構成されている、構成６又は７に記載の制御システム。
［構成９］
前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域内の充電設備に到達するのに必要な充電必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記ハイブリッド車両を前記充電設備に案内するように構成されている案内部を更に備える、構成６から８までのいずれか１項に記載の制御システム。
［構成１０］
前記利用可能電気エネルギ量が、前記必要電気エネルギ量よりも少なく、かつ、前記電気ヒータを作動させることなく前記ハイブリッド車両が前記ＥＶモードでもって前記低エミッション領域を出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量よりも多いと判別されたときに、前記ハイブリッド車両を前記低エミッション領域外に案内するように構成されている案内部を更に備える、構成６から９までのいずれか１項に記載の制御システム。
［構成１１］
内燃機関及び電気モータを備え、運転モードが、前記内燃機関の運転が停止されつつ前記電気モータが運転されるＥＶモードと、前記内燃機関及び前記電気モータが運転されるＨＶモードとの間で切り換えられるハイブリッド車両の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を制限すべき低エミッション領域のうち前記低エミッション領域の境界に隣接する出口エリア内に前記ハイブリッド車両があるか否かを判別することと、
と、
前記ハイブリッド車両が前記出口エリア内にあると判別されたときに、前記内燃機関の触媒を加熱するための電気ヒータを作動させることと、
を含む、制御方法。
【発明の効果】
【0007】
ハイブリッド車両が低エミッション領域から出るときに、確実に触媒を活性状態にすることができ、ハイブリッド車両が低エミッション領域から出た直後に内燃機関を速やかに始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示による第１実施例の制御システムの概略全体図である。
【図2】本開示による第１実施例の内燃機関の概略図である。
【図3】本開示による第１実施例の低エミッション領域の概略図である。
【図4】本開示による第１実施例における車両の機能ブロック図である。
【図5】本開示による第１実施例におけるサーバの機能ブロック図である。
【図6】本開示による第１実施例の低エミッション領域及び出口エリアの概略図である。
【図7】本開示による第１実施例を説明するためのタイムチャートである。
【図8】本開示による第１実施例の車両制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図9】本開示による第１実施例のサーバ制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図10】本開示による第２実施例における車両の機能ブロック図である。
【図11】本開示による第２実施例を説明するためのタイムチャートである。
【図12】本開示による第２実施例の車両制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図13】本開示による第２実施例のサーバ制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図14】本開示による第３実施例におけるサーバの機能ブロック図である。
【図15】本開示による第３実施例を説明するための低エミッション領域及び出口エリアの概略図である。
【図16】本開示による第３実施例のサーバ制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図17】本開示による第４実施例におけるサーバの機能ブロック図である。
【図18】本開示による第４実施例における通電量ＱＨＴのマップを示す線図である。
【図19】本開示による第４実施例を説明するためのタイムチャートである。
【図20】本開示による第４実施例の車両制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図21】本開示による第４実施例のサーバ制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図22】本開示による第５実施例における車両の機能ブロック図である。
【図23】本開示による第５実施例におけるサーバの機能ブロック図である。
【図24】本開示による第５実施例を説明するための線図である。
【図25】本開示による第５実施例を説明するための概略図である。
【図26】本開示による第５実施例のサーバ制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図27】本開示による第５実施例のサーバ制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図１から図９を参照して、本開示による第１実施例を説明する。図１を参照すると、本開示による第１実施例のハイブリッド車両の制御システム１は、ハイブリッド車両１０と、ハイブリッド車両１０の外部のサーバ３０とを備える。
【0010】
本開示による第１実施例のハイブリッド車両１０は、内燃機関１１及びモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１２、バッテリ１３、少なくとも１つのセンサ１４、ＧＰＳレシーバ１５、記憶装置１６、通信装置１７、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）１８、及び電子制御ユニット２０を備える。
【0011】
本開示による第１実施例の内燃機関１１は、例えば火花点火機関又は圧縮着火機関から構成される。本開示による第１実施例の内燃機関１１は、図２に示されるように、機関本体１１ａ、機関本体１１ａに連結された排気管１１ｂ、排気管１１ｂに連結されたケーシング１１ｃ、ケーシング１１ｃに連結された排気管１１ｄ、ケーシング１１ｃ内に収容された触媒１１ｅ、及び、触媒１１ｅを加熱するための電気ヒータ１１ｆ、を備える。図２に示される例では、電気ヒータ１１ｆは触媒１１ｅの周面に取り付けられる。電気ヒータ１１ｆが作動されると、すなわち電気ヒータ１１ｆに通電されると、触媒１１ｅが加熱され、例えば触媒１１ｅが活性状態にされる。別の例では、電気ヒータ１１ｆは、触媒１１ｅに流入する排気ガスを加熱するように触媒１１ｅの上流に配置される。この場合、触媒１１ｅは、電気ヒータ１１ｆにより加熱された排気ガスによって加熱される。内燃機関１１（例えば、燃料噴射弁、点火栓、スロットル弁、など）は電子制御ユニット２０からの信号に基づいて制御される。
【0012】
また、本開示による第１実施例のモータジェネレータ１２は電気モータ又は発電機として作動する。モータジェネレータ１２は電子制御ユニット２０からの信号に基づいて制御される。
【0013】
本開示による第１実施例では、ハイブリッド車両１０の運転モードをＥＶモードとＨＶモードとの間で切り換えることができる。本開示による第１実施例のＥＶモードでは、内燃機関１１が停止されつつモータジェネレータ１２が電気モータとして運転される。この場合、モータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達される。一方、本開示による第１実施例のＨＶモードでは、内燃機関１１が運転されるとともにモータジェネレータ１２が電気モータとして運転される。この場合、一例では、内燃機関１１の出力及びモータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達される。別の例では、モータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達され、内燃機関１１の出力は発電機（図示しない）に伝達され、発電機が作動される。発電機で発生された電力はモータジェネレータ１２又はバッテリ１３に送られる。更に別の例では、内燃機関１１の出力の一部とモータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達され、内燃機関１１の出力の残りが発電機に伝達される。発電機で発生された電力はモータジェネレータ１２又はバッテリ１３に送られる。また、本開示による第１実施例では、ＥＶモード及びＨＶモードにおいて、例えば減速運転時にモータジェネレータ１２を発電機として用いる回生制御が行われる。回生制御で発生された電力はバッテリ１３に送られる。
【0014】
本開示による第１実施例のバッテリ１３は、発電機として作動するモータジェネレータ１２又は発電機（図示しない）からの電力でもって充電される。別の実施例（図示しない）では、バッテリ１３は外部電源によっても充電可能である。一方、本開示による第１実施例では、電力がバッテリ１３から、内燃機関１１の電気ヒータ１１ｆ、電気モータとして作動するモータジェネレータ１２、電子制御ユニット２０、その他の車載機器に供給される。
【0015】
本開示による第１実施例のセンサ１４は種々の生データを検出する。本開示による第１実施例のセンサ１４には、例えば、アクセルペダルの踏み込み量により表される要求車両負荷を検出するための負荷センサ、内燃機関１１のスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ、内燃機関１１の排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するためのＮＯｘセンサ、触媒１１ｅの温度を検出するための温度センサ、内燃機関１１の回転数を検出するための回転数センサ、バッテリ１３の電圧及び電流を検出するための電圧計及び電流計、車両１０の速度を検出するための速度センサ、などが含まれる。これらセンサ１４の出力信号は電子制御ユニット２０に入力される。
【0016】
本開示による第１実施例のＧＰＳレシーバ１５は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、それにより車両１０の絶対位置（例えば、経度及び緯度）を表す情報を検出する。車両１０の位置情報は電子制御ユニット２０に入力される。
【0017】
本開示による第１実施例の記憶装置１６には、種々のデータがあらかじめ記憶されている。本開示による第１実施例の通信装置１７は例えばインターネットのような通信網Ｎに接続可能である。本開示による実施例のＨＭＩ１８は、車両１０の乗員（ドライバを含む。）と制御システム１との間で情報のやりとりを行う。具体的には、ＨＭＩ１８は、車両１０の乗員に対し例えば視覚的、聴覚的、触覚的、嗅覚的な通知を行う通知機能と、車両１０の乗員からの入力を受け取る入力機能と、を備える。ＨＭＩ１８は、通知機能のために例えばディスプレイ、ランプ、スピーカ、バイブレータなどを含み、入力機能のためにタッチパネル、ボタン、スイッチなどを含む。別の実施例（図示しない）では、ＨＭＩ１８は入力機能を備えることなく通知機能を備える。
【0018】
本開示による第１実施例の車両１０の電子制御ユニット２０は、双方向性バスによって互いに通信可能に接続された１又は複数のプロセッサ２１、１又は複数のメモリ２２、及び、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２３を備える。メモリ２２は例えばＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。メモリ２２には種々のプログラムが記憶されており、これらプログラムがプロセッサ２１で実行されることにより種々の機能が実現される。本開示による第１実施例の入出力ポート２３には、上述の内燃機関１１（電気ヒータ１１ｆを含む。）、モータジェネレータ１２、センサ１４、ＧＰＳレシーバ１５、記憶装置１６、及び通信装置１７が通信可能に接続される。また、本開示による第１実施例のプロセッサ２１では、バッテリ１３のＳＯＣないし充電率が、例えばバッテリ１３の電圧及び電流に基づいて算出される。
【0019】
更に図１を参照すると、本開示による第１実施例のサーバ３０は、記憶装置３１、通信装置３２、及び電子制御ユニット４０を備える。
【0020】
本開示による第１実施例の記憶装置３１には、内燃機関１１の運転を制限すべき低エミッション領域の位置情報（例えば、緯度及び経度）が記憶されている。図３には、本開示による第１実施例の低エミッション領域ＬＥＺの一例が模式的に示される。本開示による第１実施例の低エミッション領域ＬＥＺは閉じた境界又はジオフェンスＧＦによって囲まれている。低エミッション領域ＬＥＺは例えば都市部に設定される。低エミッション領域ＬＥＺの外の領域、すなわち一般領域ＧＥＺでは、内燃機関１１の運転が制限されず又は許容される。
【0021】
本開示による第１実施例の通信装置３２は通信網Ｎに接続可能である。したがって、車両１０とサーバ２０とは通信網Ｎを介して互いに接続可能になっている。
【0022】
本開示による第１実施例のサーバ３０の電子制御ユニット４０は、車両１０の電子制御ユニット２０と同様に、双方向性バスによって互いに通信可能に接続された１又は複数のプロセッサ４１、１又は複数のメモリ４２、及び、入出力ポート４３を備える。本開示による第１実施例の入出力ポート４３には、上述の記憶装置３１、及び通信装置３２が通信可能に接続される。
【0023】
図４は、本開示による第１実施例の車両１０の機能ブロック図を示している。図４を参照すると、車両１０の電子制御ユニット２０は、位置情報取得部２０ａ、運転モード制御部２０ｂ、及び、ヒータ制御部２０ｃを含む。
【0024】
本開示による第１実施例の位置情報取得部２０ａは、ＧＰＳレシーバ１５から車両１０の位置情報を取得する。また、位置情報取得部２０ａは、この位置情報をサーバ３０に送信する。
【0025】
更に図４を参照すると、本開示による第１実施例の運転モード制御部２０ｂは、運転モードを、ＥＶモードとＨＶモードとの間で変更する。一例では、要求車両負荷があらかじめ定められた設定負荷よりも低いときにＥＶモードが行われ、要求車両負荷が設定負荷よりも高くなると運転モードがＨＶモードに切り換えられる。また、バッテリ１３のＳＯＣがあらかじめ定められた設定ＳＯＣよりも高いときにＥＶモードが行われ、バッテリ１３のＳＯＣが設定ＳＯＣよりも低くなると運転モードがＨＶモードに切り換えられる。
【0026】
本開示による第１実施例のヒータ制御部２０ｃは、内燃機関１１の電気ヒータ１１ｆ（図２）の作動又は停止を制御する。一例では、内燃機関１１を始動すべきときに触媒１１ｅが不活性状態であると、電気ヒータ１１ｆが作動される、すなわち電気ヒータ１１ｆへ通電される。次いで内燃機関１１が始動されると、電気ヒータ１１ｆが作動停止される、すなわち電気ヒータ１１ｆへの通電が停止される。なお、内燃機関１１は、触媒１１ｅが活性状態になるまで始動されず、触媒１１ｅが活性状態になると始動される。一方、内燃機関１１を始動すべきでないとき、又は、触媒１１ｅが活性状態にあるときには、電気ヒータ１１ｆは停止される。また、ヒータ制御部２０ｃは、後述するように、車両１０が受信した指示データに従って、電気ヒータ１１ｆを作動又は停止する。
【0027】
【0028】
本開示による第１実施例の位置判別部４０ａは、車両１０からサーバ３０に送信された車両１０の位置情報と、記憶装置３１内に記憶されている低エミッション領域ＬＥＺの位置情報とから、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあるか否かを判別する。また、位置判別部４０ａは、車両１０が出口エリアＥＸＡ（後述する）内にあるか否かを判別する。更に、位置判別部４０ａは、これらの判別結果に応じた指示データを作成し、指示データを車両１０に送信する。
【0029】
本開示による第１実施例では、図６に示されるように、低エミッション領域ＬＥＺが、低エミッション領域ＬＥＺの境界ＧＦ又は一般領域ＧＥＺに隣接する出口エリアＥＸＡと、出口エリアＥＸＡよりも内側の内側エリアＩＮＡとに区分される。したがって、低エミッション領域ＬＥＺから低エミッション領域ＬＥＺ外、すなわち一般領域ＧＥＺに出るために、車両１０は出口エリアＥＸＡを通ることになる。なお、本開示による第１実施例では、出口エリアＥＸＡは例えば境界ＧＦからの距離（例えば、走行距離）があらかじめ定められたしきい値Ｄｘよりも短いエリアとして画定される。なお、図６においてＤは、車両１０の現在位置から境界ＧＦ又は一般領域ＧＥＺまでの距離（例えば、走行距離）を表している。
【0030】
本開示による第１実施例では、距離Ｄがしきい値Ｄｘよりも短いと判別されたときに車両１０は出口エリアＥＸＡ内にあると判別され、距離Ｄがしきい値Ｄｘよりも長いと判別されたときに車両１０は出口エリアＥＸＡ外、すなわち内側エリアＩＮＡ内にあると判別される。したがって、しきい値Ｄｘは出口エリアＥＸＡの位置情報と考えることができる。
【0031】
さて、本開示による第１実施例では、車両１０が車両１０の位置情報を取得すると、車両１０の位置情報がサーバ３０に送信される。サーバ３０の位置判別部４０ａは、車両１０の位置情報を受信すると、受信した車両１０の位置情報と、記憶装置３１に記憶されている低エミッション領域ＬＥＺの位置情報とから、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあるかを判別する。車両１０が一般領域ＧＥＺ内にあると判別されたときには、位置判別部４０ａは、維持指示を含むデータを作成し、車両１０に送信する。
【0032】
一方、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあると判別されたときには、位置判別部４０ａは、車両１０の位置情報と、出口エアリアＥＸＡの位置情報とから、車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあるかを判別する。車両１０が出口エリアＥＸＡ外、すなわち内側エリアＩＮＡ内にあると判別されたときには、位置判別部４０ａは、停止指示を含むデータを作成し、車両１０に送信する。これに対し、車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあると判別されたときには、位置判別部４０ａは、作動指示を含むデータを作成し、車両１０に送信する。
【0033】
車両１０がサーバ３０から指示データを受信すると、車両１０のヒータ制御部２０ｃは受信した指示データを判別する。指示データが維持指示を含むと判別されたときには、ヒータ制御部２０ｃは、電気ヒータ１１ｆの作動状態を維持する。すなわち、電気ヒータ１１ｆが作動されているときには電気ヒータ１１ｆを継続して作動し、電気ヒータ１１ｆが作動停止されているときには電気ヒータ１１ｆを継続して作動停止する。これに対し、指示データが停止指示を含むと判別されたときには、ヒータ制御部２０ｃは、電気ヒータ１１ｆを作動停止する。一方、指示データが作動指示を含むと判別されたときには、ヒータ制御部２０ｃは、電気ヒータ１１ｆを作動する。
【0034】
すなわち、図７に示される例では、時間ｔａ１までは車両１０が低エミッション領域ＬＥＺの内側エリアＩＮＡ内にあると判別され、このとき停止指示に従って、電気ヒータ１１ｆの作動が停止される（通電量ＱＨＴ＝０）。次いで、時間ｔａ１において車両１０が出口エリアＥＸＡ内に入ったと判別されると、作動指示に従って、電気ヒータ１１ｆが作動される（ＱＨＴ＞０）。図７に示される例では、電気ヒータ１１ｆへの単位時間あたりの通電量ＱＨＴが一定量ＱＨＴ１とされる。その結果、触媒１１ｅの加熱が開始される。次いで、時間ｔｂ２において車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出て一般領域ＧＥＺ内に入ったと判別されると、維持指示に従って、電気ヒータ１１ｆの作動状態が維持される。図７に示される例では、電気ヒータ１１ｆが継続して作動される。
【0035】
本開示による第１実施例では、上述したように、要求車両負荷及びバッテリ１３のＳＯＣに基づいて、運転モードがＥＶモード又はＨＶモードに制御される。したがって、低エミッション領域ＬＥＺ内で運転モードがＥＶモードに維持されるように又はＨＶモードに切り換えられないようにするために、車両１０には、要求車両負荷（例えば、アクセルペダルの踏み込み量）の調節、バッテリ１３のＳＯＣの管理、などが求められる。別の実施例（図示しない）では、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあると判別されると、運転モード制御部２０ｄにより、運転モードが自動的にＥＶモードに切り換えられ、維持される。
【0036】
いずれにしても、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあると、回生制御を考慮したとしても、バッテリ１３のＳＯＣが次第に低下する。このため、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出ると、すなわち一般領域ＧＥＺ内に入ると、直ちに、発電のために内燃機関１１が始動される可能性がある。
【0037】
この点、本開示による第１実施例では、車両１０が出口エリアＥＸＡ内に入ったと判別されると、すなわち低エミッション領域ＬＥＺを出る前に、電気ヒータ１１ｆが作動される。したがって、車両１０が出口エリアＥＸＡ又は低エミッション領域ＬＥＺを出るまでに、触媒１１ｅを活性状態にすることが可能となる。このため、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出た後、触媒１１ｅの排気浄化能力を確保しつつ、内燃機関１１を直ちに始動させることができる。
【0038】
本開示による第１実施例のヒータ制御部２０ｃは、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出るときに触媒１１ｅが活性状態にあるように電気ヒータ１１ｆを作動させる。その結果、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出た直後の内燃機関１１の始動を可能にしつつ、内燃機関１１の始動まで触媒１１ｅを活性状態にしておくのに必要な電力が低減される。
【0039】
本開示による第１実施例では、上述したように、車両１０から境界ＧＦまでの距離Ｄがしきい値Ｄｘよりも短くなると、車両１０が出口エリアＥＸＡ内に入ったと判別され、電気ヒータ１１ｆが作動される。そこで本開示による第１実施例では、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出るときに触媒１１ｅが活性状態にあるように、しきい値Ｄｘが設定される。一例では、触媒１１ｅの現在の温度と、触媒１１ｅの活性温度と、電気ヒータ１１ｆへの単位時間あたりの通電量ＱＨＴ（例えば、上述のＱＨＴ１）とから、触媒１１ｅを活性状態にするのに要する時間ｔＲが算出される。次いで、車両１０が、時間ｔＲにわたり、予測走行ルートに沿いつつ予測速度で走行したと仮定したときの車両１０の移動距離が算出され、この移動距離がしきい値Ｄｘに設定される。予測走行ルートは、一例では車両１０又は他車両の走行履歴に基づいて決定される。車両１０又は他車両の走行履歴は例えばサーバ３０に送信される車両１０又は他車両の位置情報に基づいて決定される。別の例では、予測走行ルートは、車両１０のナビゲーションシステム（図示しない）が決定した走行ルートが車両１０からサーバ３０に送信され、走行ルートに基づいて決定される。予測車速は、一例では車両１０又は他車両の走行履歴に基づいて決定される。この場合、予測速度は例えば車両１０の位置又は時刻の関数として決定される。別の例では、予測車速は法定速度に基づいて決定される。
【0040】
図８は、本開示による第１実施例における、車両１０での制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは例えばあらかじめ定められた設定時間ごとに繰り返される。図８を参照すると、ステップ１００では、車両１０の位置情報が取得される。続くステップ１０１では、車両１０の位置情報がサーバ３０に送信される。続くステップ１０２では、サーバ３０から指示データを受信したか否かが判別される。サーバ３０から指示データを受信したと判別されるまでステップ１０２が繰り返される。サーバ３０から指示データを受信した判別されると、次いでステップ１０３に進み、指示データが判別される。指示データに停止指示を含むと判別されたときには、次いでステップ１０４に進み、電気ヒータ１１ｆが作動停止される。指示データに作動指示を含むと判別されたときには、次いでステップ１０５に進み、電気ヒータ１１ｆが作動される。指示データに維持指示を含むと判別されたときには、次いでステップ１０６に進み、電気ヒータ１１ｆの作動状態が維持される。
【0041】
図９は、本開示による第１実施例における、サーバ３０での制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは例えばあらかじめ定められた設定時間ごとに繰り返される。図９を参照すると、ステップ２００では、車両１０から車両１０の位置情報を受信したか否かが判別される。車両１０の位置情報を受信していないと判別されたときには処理サイクルを終了する。車両１０の位置情報を受信したと判別されると、ステップ２０１に進み、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあるか否かが判別される。車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にない、すなわち一般領域ＧＥＺ内にあると判別されたときには、次いでステップ２０２に進み、維持指示を含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。一方、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあると判別されたときには、次いでステップ２０３に進み、車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあるか否かが判別される。車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあると判別されたときには、次いでステップ２０４に進み、作動指示を含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。これに対し、車両１０が出口エリアＥＸＡ内にない、すなわち内側エリアあると判別されたときには、次いでステップ２０５に進み、停止指示を含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。ステップ２０６では、指示データが車両１０に送信される。
【0042】
次に、図１０から図１３を参照して、本開示による第２実施例を説明する。本開示による第２実施例は次の点で本開示による第１実施例と相違する。すなわち、図１０に示されるように、本開示による第２実施例の車両１０の電子制御ユニット２０はＳＯＣ取得部２０ｄを備える。ＳＯＣ取得部２０ｄは、バッテリ１３のＳＯＣを、例えばプロセッサ２１から取得する。
【0043】
上述の本開示による第１実施例では、車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあると判別されると、電気ヒータ１１ｆが作動される。その結果、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出た直後に内燃機関１１が作動されても、触媒１１ｅの排気浄化機能が期待できる。しかしながら、バッテリ１３のＳＯＣが高いときには、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出た直後に、発電のために内燃機関１１が作動される必要性は低い。
【0044】
そこで本開示による第２実施例では、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあると判別されたときにおいて、バッテリ１３のＳＯＣがあらかじめ定められたしきい値ＳＯＣｘよりも高いときには、電気ヒータ１１ｆが作動されない。これに対し、バッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣｘよりも低いときには、電気ヒータ１１ｆが作動される。
【0045】
すなわち、図１１に示される例では、時間ｔｂ１までは車両１０が低エミッション領域ＬＥＺの内側エリアＩＮＡ内にあると判別され、このとき電気ヒータ１１ｆの作動が停止される。次いで、時間ｔｂ１において車両１０が出口エリアＥＸＡ内に入ったと判別され、このときバッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣｘよりも低いと判別されると、図１１に実線で示されるように、電気ヒータ１１ｆが作動される。これに対し、バッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣｘよりも高いと判別されると、図１１に破線で示されるように、電気ヒータ１１ｆが作動停止される。
【0046】
図１２は、本開示による第２の実施例における、車両１０での制御を実行するためのルーチンを示している。図８に示されるルーチンとの相違点について説明すると、図１２に示されるルーチンでは、ステップ１００に続いてステップ１００ａに進み、バッテリ１３のＳＯＣが取得される。続くステップ１０１ａでは、車両１０の位置情報及びバッテリ１３のＳＯＣがサーバ３０に送信される。
【0047】
図１３は、本開示による第２実施例における、サーバ３０での制御を実行するためのルーチンを示している。図９に示されるルーチンとの相違点について説明すると、図１３に示されるルーチンでは、まず、ステップ２００ａにおいて、車両１０から車両１０の位置情報及びバッテリ１３のＳＯＣを受信したか否かが判別される。車両１０の位置情報及びＳＯＣを受信していないと判別されたときには処理サイクルを終了する。車両１０の位置情報及びＳＯＣを受信したと判別されると、ステップ２０１に進む。また、ステップ２０１において車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあると判別されたときに、次いでステップ２０１ａに進み、バッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣｘよりも低いか否かが判別される。ＳＯＣ＜ＳＯＣｘのときには次いでステップ２０３に進む。これに対し、ＳＯＣ≧ＳＯＣｘのときには次いでステップ２０５に進む。
【0048】
上述の本開示による第２実施例では、バッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣｘよりも高いか否かの判別がサーバ３０で行われる。別の実施例（図示しない）では、当該判別が車両１０で行われる。この場合、バッテリ１３のＳＯＣをサーバ３０に送信する必要はない。
【0049】
次に、図１４から図１６を参照して、本開示による第３実施例を説明する。本開示による第３実施例は次の点で本開示による第２実施例と相違する。すなわち、図１４に示されるように、本開示による第３実施例のサーバ３０の電子制御ユニット４０は、予測部４０ｂを備える。予測部４０ｂは、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出るか否かを予測する。
【0050】
上述の本開示による第１実施例では、車両１０が内側エリアＩＮＡから出口エリアＥＸＡに移動したと判別されると、電気ヒータ１１ｆが作動される。その結果、図１５に実線で示されるように車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出たときに、触媒１１ｅを活性状態にしておくことができる。しかしながら、車両１０が内側エリアＩＮＡから出口エリアＥＸＡに移動したとしても、図１５に破線で示されるように、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に移動せず、低エミッション領域ＬＥＺ内に留まるおそれがある。車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内に留まる場合には、内燃機関１１が作動されず、電気ヒータ１１ｆを作動させる必要はない。
【0051】
そこで本開示による第３実施例では、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出るかが予測され、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ないと予測されたときには、電気ヒータ１１ｆが作動されない。これに対し、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ると予測されたときには、電気ヒータ１１ｆが作動される。その結果、電力を有効利用することができる。
【0052】
本開示による第３実施例では、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出るか否かの判別が、車両１０（自車両）又は他車両の走行履歴に基づいて行われる。一例では、車両１０又は他車両の走行履歴に基づき、車両１０が現在位置から低エミッション領域ＬＥＺ外に出る確率が算出される。当該確率が基準値よりも高いと判別されたときに車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ると判別され、当該確率が基準値よりも低いと判別されたときに車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ないと判別される。別の実施例（図示しない）では、車両１０のナビゲーションシステム（図示しない）が決定した走行ルートが車両１０からサーバ３０に送信され、この走行ルートに基づいて当該判別が行われる。
【0053】
図１６は、本開示による第３実施例における、サーバ３０での制御を実行するためのルーチンを示している。図１３に示されるルーチンとの相違点について説明すると、図１６に示されるルーチンでは、ステップ２０１ａにおいてＳＯＣ＜ＳＯＣｘのときに、次いでステップ２０１ｂに進み、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出るか否かが予測される。車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ると予測されたときには、次いでステップ２０３に進む。これに対し、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ないと予測されたときには、次いでステップ２０５に進む。
【0054】
上述の本開示による第３実施例では、車両１０が低エミッション領域外に出るか否かの判別がサーバ３０で行われる。別の実施例（図示しない）では、当該判別が車両１０で行われる。
【0055】
次に、図１７から図２１を参照して、本開示による第４実施例を説明する。本開示による第４実施例は次の点で本開示による第３実施例と相違する。すなわち、本開示による第４実施例では、図１７に示されるように、本開示による第４実施例のサーバ３０の電子制御ユニット４０は、通電量決定部４０ｃを備える。通電量決定部４０ｃは、電気ヒータ１１ｆを作動させるときに、電気ヒータ１１ｆへの単位時間あたりの通電量ＱＨＴの目標値ＱＨＴｔｇｔを決定する。電気ヒータ１１ｆを作動させるときに車両１０に送信される指示データには、上述の作動指示とともに、この目標値ＱＨＴｔｇｔが含まれる。指示データを受信した車両１０のヒータ制御部２０ｃは、指示データに含まれる目標値ＱＨＴｔｇｔになるように電気ヒータ１１ｆへの通電量ＱＨＴを制御する。
【0056】
上述の本開示による第１から第３実施例のヒータ制御部２０ｃは、電気ヒータ１１ｆが作動されるときに、電気ヒータ１１ｆへの単位時間あたりの通電量ＱＨＴを一定量ＱＨＴ１に維持する（図７，１１）。これに対し、本開示による第４実施例のヒータ制御部２０ｃは、車両１０から境界ＧＦまでの距離Ｄに応じて、通電量ＱＨＴを変更する。
【0057】
距離Ｄが長いときには、車両１０は境界ＧＦから離れており、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出る可能性は低い。これに対し、距離Ｄが短いときには、車両１０は境界ＧＦに近く、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出る可能性は高い。そこで本開示による第４実施例では、図１８に示されるように、距離Ｄが長いときには距離Ｄが短いときに比べて、目標通電量ＱＨＴｔｇｔが少なくされる。その結果、電力が有効利用される。
【0058】
すなわち、図１９に示される例では、時間ｔｃ１までは車両１０が低エミッション領域ＬＥＺの内側エリアＩＮＡ内にあると判別され、このとき電気ヒータ１１ｆの作動が停止される（通電量ＱＨＴ＝０）。次いで、時間ｔｃ１において車両１０が出口エリアＥＸＡ内に入ったと判別されると、電気ヒータ１１ｆが作動される（ＱＨＴ＞０）。この場合、通電量ＱＨＴは距離Ｄが短くなるにつれて多くなる。次いで、時間ｔｃ２において車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出たと判別されると、電気ヒータ１１ｆの作動状態が維持される。
【0059】
図２０は、本開示による第４の実施例における、車両１０での制御を実行するためのルーチンを示している。図１２に示されるルーチンとの相違点について説明すると、図２０に示されるルーチンでは、ステップ１０３において、車両１０が作動指示及び目標通電量ＱＨＴｔｇｔを含む指示データを受信すると、次いでステップ１０５ａに進み、通電量ＱＨＴが目標通電量ＱＨＴｔｇｔになるように電気ヒータ１１ｆが作動される。
【0060】
図２１は、本開示による第４実施例における、サーバ３０での制御を実行するためのルーチンを示している。図１６に示されるルーチンとの相違点について説明すると、図２１に示されるルーチンでは、ステップ２０３において車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあると判別されたときには、次いでステップ２０４ａに進み、目標通電量ＱＨＴｔｇｔが算出される。続くステップ２０４ｂでは作動指示及び目標通電量ＱＨＴｔｇｔを含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。
【0061】
本開示による第４実施例では、通電量決定部４０ｃがサーバ３０に設けられる。別の実施例では、通電量決定部４０ｃが車両１０に設けられ、目標通電量ＱＨＴｔｇｔの算出が車両１０で行われる。この場合、サーバ３０から車両１０に、距離Ｄが送信される。あるいは、サーバ３０から車両１０に、低エミッション領域ＬＥＺ（境界ＧＦ）の位置情報が送信され、車両１０において距離Ｄが算出される。
【0062】
次に、図２２から図２７を参照して、本開示による第５実施例を説明する。本開示による第５実施例は次の点で本開示による第４実施例と相違する。すなわち、図２２に示されるように、本開示による第５実施例の車両１０の電子制御ユニット２０は、案内部２０ｅを備える。案内部２０ｅはＨＭＩ１８を制御して、車両１０の乗員に新たな目的地を提示又は通知する。車両１０の乗員が当該目的地に車両１０を向かわせることにより、車両１０が当該目的地に案内される。車両１０が自動運転車両の場合には、車両１０の自動運転機能により車両１０が当該目的地に向かわされ、それにより当該目的地に案内される。
【0063】
また、本開示による第５実施例では、図２３に示されるように、サーバ３０の電子制御ユニット４０は、制限部４０ｄ及び目的地決定部４０ｅを備える。制限部４０ｄは、車両１０のバッテリ１３のＳＯＣに応じて定まる利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌに応じて、電気ヒータ１１ｆの作動を制限する。目的地決定部４０ｅは、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌに基づき、車両１０の新たな目的地を決定する。
【0064】
本開示による第５実施例の利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌは、上述の設定ＳＯＣに対する現在のＳＯＣの超過分（現在のＳＯＣ－設定ＳＯＣ）により表される。ＳＯＣが設定ＳＯＣよりも低くなると運転モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替えられることを考えると、本開示による第５実施例の利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌは、運転モードをＥＶモードに維持したままバッテリ１３から取り出すことが可能な電気エネルギ量と考えることができる。別の例では、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌは、ＳＯＣの下限値に対する現在のＳＯＣの超過分により表される。なお、下限値は、ＳＯＣが下限値を下回るとＳＯＣの回復が著しく困難になるようなＳＯＣである。
【0065】
触媒１１ｅが活性状態にありつつ車両１０がＥＶモードでもって低エミッション領域ＬＥＺを出るのに必要な電気エネルギ量を必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑと称すると、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑよりも少ないときに、電気ヒータ１１ｆを作動させると、車両１０がＥＶモードでもって低エミッション領域ＬＥＺ内を移動するための電気エネルギが不足するおそれがあり、特に低エミッション領域ＬＥＺを出ることができないおそれがある。
【0066】
そこで本開示による第５実施例では、車両１０が出口エリアＥＸＡ内にあると判別されたときにおいて、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑよりも少ないと判別されたときには、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑよりも多いと判別されたときに比べて、電気ヒータ１１ｆへの通電量が少なくされ、すなわち電気ヒータ１１ｆの作動が制限される。一例では、電気ヒータ１１ｆへの通電量がゼロにされ、電気ヒータ１１ｆが作動停止される。その結果、低エミッション領域ＬＥＺ内で車両１０がＥＶモードでもって走行するための電気エネルギが確保される。
【0067】
すなわち、図２４にＱＥ１で示されるように、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑよりも多いときには、本開示による第４実施例と同様に、電気ヒータ１１ｆが作動される。
【0068】
これに対し、図２４にＱＥ２，ＱＥ３，ＱＥ４で示されるように、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑよりも少ないときには、制限部４０ｄは、停止指示を含むデータを作成し、車両１０に送信する。その結果、電気ヒータ１１ｆが作動停止される。
【0069】
また、本開示による第５実施例の目的地決定部４０ｅは、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑよりも少ないときに（ＱＥ２，ＱＥ３，ＱＥ４）、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌに応じた新たな目的地を決定し、新たな目的地についてのデータ（新たな目的地の位置、現在地から新たな目的地までのルート、など）を含むを作成して、停止指示とともに車両１０に送信する。車両１０の案内部２０ｅは、新たな目的地を受信すると、新たな目的地をＨＭＩ１８により車両１０の乗員に通知する。
【0070】
本開示による第５実施例では、まず、電気ヒータ１１ｆを作動させることなく車両１０がＥＶモードでもって低エミッション領域ＬＥＺ内の充電設備に到達するのに必要な充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇが算出される。この充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇは、例えば、車両１０の現在地から充電設備までの距離、車両１０の単位走行距離あたりの消費電力エネルギ量、などに基づいて、算出される。次いで、図２４にＱＥ２で示されるように、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇよりも多いと判別されると、当該充電設備が新たな目的地に設定される。その結果、図２５に破線で示されるように、車両１０が充電設備ＣＳに案内される。したがって、充電設備ＣＳで外部充電が行われることにより、車両１０がＥＶモードでもって低エミッション領域ＬＥＺ外まで走行することが可能となる。なお、充電設備ＣＳは、例えば、充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇが最小となる充電設備である。
【0071】
また、本開示による第５実施例では、まず、電気ヒータ１１ｆを作動させることなく車両１０がＥＶモードでもって低エミッション領域ＬＥＺを出るのに必要な領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔが算出される。この領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔは、例えば、車両１０の現在地から境界ＧＦ又は一般領域ＧＥＺまでの距離、車両１０の単位走行距離あたりの消費電力エネルギ量、などに基づいて、算出される。次いで、図２４にＱＥ３で示されるように、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔよりも多いと判別されると、低エミッション領域ＬＥＺ外が新たな目的地に設定される。その結果、図２５に実線で示されるように、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に案内される。その結果、低エミッション領域ＬＥＺ内において、運転モードをＨＶモードに切り替える必要性、すなわち内燃機関１１の運転の必要性がなくされる。また、本開示による第５実施例では、触媒１１ｅが不活性状態であっても内燃機関１１の始動が許容されている。したがって、低エミッション領域ＬＥＺ外において運転モードをＨＶモードに切り替えることとにより、車両１０の走行に必要な電気エネルギが確保される。なお、この場合の低エミッション領域ＬＥＺ外までのルートは、例えば、領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔが最小となるルートが選択される。また、この場合には、内燃機関１１を始動すべきときに電気ヒータ１１ｆにより触媒１１ｅを活性状態にすることができない場合があり、その場合には故障警告灯（ＭＩＬ）が点灯される。
【0072】
図２４に示される例では、充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇが領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔよりも多い。しかしながら、領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔが充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇよりも多い場合もある。いずれにしても、本開示による第５実施例では、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇよりも多いか否かの判断を、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔよりも多いか否かの判断よりも先に行われる。このようにすると、触媒１１ｅが不活性状態にありつつ内燃機関１１が運転されるおそれが低減される。
【0073】
更に、本開示による第５実施例では、図２４にＱＥ４で示されるように、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔよりも少ないと判別されると、低エミッション領域ＬＥＺ内の、車両１０が安全に停車可能な退避位置ＥＶが新たな目的地に設定される。その結果、図２５に点線で示されるように、車両１０が退避位置ＥＶに案内される。したがって、低エミッション領域ＬＥＺ内で内燃機関１１の運転が制限される。また、本開示による第５実施例では、この場合、車両１０がＥＶモードでもって低エミッション領域ＬＥＺ外に出ることができない旨が、例えばＨＭＩ１８により車両１０の乗員に通知される。
【0074】
図２６及び図２７は、本開示による第５実施例における、サーバ３０での制御を実行するためのルーチンを示している。図２１に示されるルーチンとの相違点について説明すると、図２６及び図２７に示されるルーチンでは、ステップ２０４ａから図２７のステップ２１０に進み、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが算出される。続くステップ２１１では、必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑが算出される。続くステップ２１２では、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが必要電気エネルギ量ＱＥｒｅｑ以上か否かが判別される。ＱＥａｖｌ≧ＱＥｒｅｑのときには次いでステップ２１３に進み、ステップ２０４ｂと同様に、作動指示及び目標通電量ＱＨＴｔｇｔを含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。
【0075】
ＱＥａｖｌ＜ＱＥｒｅｑのときにはステップ２１２からステップ２１４に進み、充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇが算出される。続くステップ２１５では、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇ以上か否かが判別される。ＱＥａｖｌ≧ＱＥｃｈｇのときには次いでステップ２１６に進み、停止指示、及び、新たな目的地としての充電設備ＣＳについてのデータを含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。
【0076】
ＱＥａｖｌ＜ＱＥｃｈｇのときにはステップ２１５からステップ２１７に進み、領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔが算出される。続くステップ２１８では、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔ以上か否かが判別される。ＱＥａｖｌ≧ＱＥｏｕｔのときには次いでステップ２１９に進み、停止指示、及び、新たな目的地としての低エミッション領域ＬＥＺ外についてのデータを含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。
【0077】
ＱＥａｖｌ＜ＱＥｏｕｔのときにはステップ２１８からステップ２２０に進み、停止指示、及び、新たな目的地としての低エミッション領域ＬＥＺ内の退避位置ＥＶについてのデータを含む指示データが作成される。次いでステップ２０６に進む。
【0078】
本開示による第５実施例では、ＱＥｃｈｇ＞ＱＥａｖｌ≧ＱＥｏｕｔのときに、電気ヒータ１１ｆが作動停止されつつ、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に案内される。別の例では、電気ヒータ１１ｆが作動されつつ、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に案内される。この場合、電気ヒータ１１ｆに供給可能な電気エネルギ量は、図２４にｄＱＥでもって示されるように、利用可能電気エネルギ量ＱＥ３と領域外必要電気エネルギ量ＱＥｏｕｔとの差によって表される。その結果、触媒１１ｆが活性状態にならないとしても、触媒１１ｆの温度が高められる。したがって、その後、内燃機関１１が運転されたときに、触媒１１ｆが速やかに活性化される。
【0079】
また、本開示による第５実施例では、制限部４０ｄがサーバ３０に設けられる。別の実施例では、制限部４０ｄが車両１０に設けられ、電気ヒータ１１ｆの作動を制限すべきか否かが車両１０で判別される。また、本開示による第５実施例では、目的地決定部４０ｅがサーバ３０に設けられる。別の実施例では、目的地決定部４０ｅが車両１０に設けられ、新たな目的地が車両１０で決定される。
【0080】
ところで、本開示による第５実施例において、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌが充電必要電気エネルギ量ＱＥｃｈｇよりも少ないと判別されたときには、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ外に出ることができないおそれがある（ＱＥａｖｌ＜ＱＥｏｕｔ）。あるいは、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺを出ることができたとしても、触媒１１ｅが活性状態にないおそれがある（ＱＥａｖｌ＜ＱＥｏｕｔ）。
【0081】
そこで本開示による第５実施例では、ＱＥａｖｌ＜ＱＥｃｈｇのときに、利用可能電気エネルギ量ＱＥａｖｌの増大制御が行われる。一例では、車両１０で消費される電気エネルギ量ができるだけ制限される。例えば、エアコン、インフォテインメントシステムといった、車両走行以外のための電気エネルギ消費量が少なくされ、又は、ゼロにされる。別の例では、車両１０のウィンドウを閉じるなどにより、車両１０の空気抵抗が低下される。更に別の例では、アクセル感度を低下させることにより、車両１０の加減速の頻度又は幅が制限される。その結果、車両１０が走行可能な距離が延長される。
【0082】
上述の本開示による種々の実施例では、車両１０が低エミッション領域ＬＥＺ内にあるか否かの判別がサーバ３０で行われる。別の実施例（図示しない）では、車両１０の電子制御ユニット２０が位置判別部を備え、当該判断が車両１０で行われる。この場合、一例では、低エミッション領域ＬＥＺの位置情報は車両１０内に記憶される。別の例では、低エミッション領域ＬＥＺの位置情報はサーバ３０内に記憶されており、車両１０はサーバ３０から低エミッション領域ＬＥＺの位置情報を受信して、当該判断を行う。
【0083】
更に別の実施例（図示しない）では、上述の本開示による実施例に含まれる種々の制御が個別に又は組み合わされて実施される。
【符号の説明】
【0084】
１ 制御システム
１０ ハイブリッド車両
１１ 内燃機関
１１ｅ 触媒
１１ｆ 電気ヒータ
１２ モータジェネレータ
２０ 車両の電子制御ユニット
２０ｃ ヒータ制御部
３０ サーバ
４０ サーバの電子制御ユニット
４０ａ 位置判別部
１０ ハイブリッド車両
１１ 内燃機関
１１ｅ 触媒
１１ｆ 電気ヒータ
１２ モータジェネレータ
２０ 車両の電子制御ユニット
２０ｃ ヒータ制御部
３０ サーバ
４０ サーバの電子制御ユニット
４０ａ 位置判別部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】