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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】2024-11-05
(45)【発行日】2024-11-13
(54)【発明の名称】ハイブリッド車両
(51)【国際特許分類】
B60W 20/00 20160101AFI20241106BHJP
B60W 20/16 20160101ALI20241106BHJP
B60K 6/48 20071001ALI20241106BHJP
B60W 10/08 20060101ALI20241106BHJP
B60W 10/06 20060101ALI20241106BHJP
B60L 50/16 20190101ALI20241106BHJP
F02D 45/00 20060101ALI20241106BHJP
【ＦＩ】
B60W20/00 900
B60W20/16 ZHV
B60K6/48
B60W10/08 900
B60W10/06 900
B60L50/16
F02D45/00 369
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021151933
(22)【出願日】2021-09-17
(65)【公開番号】P2023044089
(43)【公開日】2023-03-30
【審査請求日】2023-12-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 英長
【審査官】高瀬 智史
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０７７９２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２８６８７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７７８９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７７８９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１９３７５０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０
Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７
Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２
Ｂ６０Ｌ ７／００ － ５８／４０
Ｆ０２Ｄ ４３／００ － ４５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関と回転電機を含む動力源と、前記回転電機に電力を供給する蓄電装置と、前記内燃機関と前記回転電機を制御する制御装置と、を備えたハイブリッド車両であって、前記制御装置は、
要求駆動パワーを算出する要求駆動パワー算出部と、
前記要求駆動パワーと前記蓄電装置のＳＯＣに基づいて、前記内燃機関から出力されるＥＧパワーと前記回転電機から出力されるＭＧパワーとを算出するパワー分配部と、
前記要求駆動パワーのすべてを前記ＥＧパワーに分配したときに前記内燃機関が単位時間あたりに消費する燃料消費量と、前記回転電機から前記ＭＧパワーを出力したときに前記内燃機関が単位時間あたりに消費する燃料消費量との差であるアシスト燃費低減量を算出する燃費低減量算出部と、
前記ＭＧパワーを出力するために、前記蓄電装置から前記回転電機に供給する電力であるアシスト電力を取得するアシスト電力取得部と、
前記アシスト燃費低減量を前記アシスト電力で除することにより求められる燃費アシストコストを算出する燃費アシストコスト算出部と、
前記アシスト電力に相当する電力を前記蓄電装置へ充電するために、前記ＥＧパワーを用いて発電される発電電力を取得する発電電力取得部と、
前記ＥＧパワーを用いて前記発電電力を発電するために、前記内燃機関が単位時間当たりに消費する燃料消費量である発電燃費増加量を算出する発電燃費増加量算出部と、
前記発電燃費増加量を前記発電電力で除することにより求められる燃費発電コストを算出する燃費発電コスト算出部と、
前記アシスト電力あたりの排気ＮＯｘ量の低減量に相当する排気ＮＯｘアシストコストを算出する排気ＮＯｘアシストコスト算出部と、
所定期間の走行において、前記燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいときに前記アシスト電力により前記回転電機を駆動し、かつ、前記燃費発電コストが前記燃費収支コストより小さいときに前記ＥＧパワーを用いて前記発電電力を発電した場合に、前記アシスト電力と前記発電電力との収支が釣り合う前記燃費収支コストを取得する燃費収支コスト取得部と、を含み、
前記パワー分配部は、前記燃費アシストコストが前記燃費収支コストより大きく、かつ、前記排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、前記ＥＧパワーと前記ＭＧパワーを用いて走行するよう、前記ＥＧパワーと前記ＭＧパワーとを算出し、
前記ＥＧパワーと前記ＭＧパワーを用いて走行する際の前記ＭＧパワーをアシスト量と称したとき、
前記所定値は、前記所定期間の走行における、前記内燃機関の排ガス中のＮＯｘ量と前記内燃機関の燃料消費量の関係において、ＮＯｘ量の減少に対する燃料消費量の増加が設定値以上になる前記アシスト量に基づいて設定される、ハイブリッド車両。
【請求項2】
前記制御装置は、前記発電電力あたりの排気ＮＯｘの増加量に相当する排気ＮＯｘ発電コストを算出する排気ＮＯｘ発電コスト算出部をさらに備え、前記パワー分配部は、前記燃費発電コストが前記燃費収支コストより小さく、かつ、前記排気ＮＯｘ発電コストが前記所定値より小さいとき、前記ＥＧパワーを用いて前記発電電力を発電しながら走行するよう、前記ＥＧパワーを算出する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項3】
前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の燃料噴射量あたりの排ガス中のＮＯｘ量を表す排気ＮＯｘ感度を算出する排気ＮＯｘ感度算出部をさらに備え、前記排気ＮＯｘアシストコスト算出部は、前記燃費アシストコストと前記排気ＮＯｘ感度に基づいて、前記排気ＮＯｘアシストコストを算出する、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項4】
前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の燃料噴射量あたりの排ガス中のＮＯｘ量を表す排気ＮＯｘ感度を算出する排気ＮＯｘ感度算出部をさらに備え、前記排気ＮＯｘ発電コスト算出部は、前記燃費発電コストと前記排気ＮＯｘ感度に基づいて、前記排気ＮＯｘ発電コストを算出する、請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項5】
前記所定期間の走行は、予め定められた走行モードである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【0002】
車両の動力源として、内燃機関およびモータジェネレータ（回転電機）を備えたハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両においては、車両の走行に必要な動力を、内燃機関の出力とモータジェネレータの出力とで分担して走行する。たとえば、内燃機関から必要な動力を出力するＥＧ走行モード、モータジェネレータから必要な動力を出力するＥＶ走行モード、内燃機関およびモータジェネレータから必要な動力を出力するアシスト走行モード、および、走行に必要な動力以上の出力を内燃機関から出力し、内燃機関の出力により発電を行いつつ走行を行う発電モードを切り替えて、走行することができる。
【0003】
たとえば、特開２０１５－７７９２３号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両では、ＥＶ走行モードにおける燃料消費削減量を消費電力で除したＥＶ効果が、内燃機関の出力により発電を行う場合の燃料消費増加量を発電電力で除して算出されるエンジン発電コストよりも大きいとき、ＥＶ走行モードを選択することにより、燃費を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－７７９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１には、内燃機関の効率等を考慮して、ＥＶ走行モード、エンジン走行モード、および、発電モードを選択する走行モード選択部が開示されているが、アシスト走行モードの選択については言及されていない。
【0006】
アシスト走行モードにおいては、車両の走行に必要な動力をモータジェネレータの出力で分担し内燃機関の出力を抑制できるので、必要な動力を内燃機関から出力するエンジン走行モードに比較して、内燃機関の燃料消費量の削減を期待できるとともに、特に、加速時における内燃機関の排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を削減することが期待できる。しかし、モータジェネレータの出力を大きくすると、モータジェネレータで消費する電力が増大するため、発電モードにおける内燃機関の出力が大きくなり、燃料消費量の増加やＮＯｘ量の増加を招く。
【0007】
したがって、内燃機関の排ガス中のＮＯｘ量の削減を図るため、アシスト走行モードにおけるモータジェネレータの出力を大きくすると、ＮＯｘの削減量に対して燃料消費量の悪化が顕著になるという問題がある。
【0008】
本開示の目的は、ハイブリッド車両において、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示のハイブリッド車両は、内燃機関と回転電機を含む動力源と、回転電機に電力を供給する蓄電装置と、内燃機関と回転電機を制御する制御装置と、を備えたハイブリッド車両である。制御装置は、要求駆動パワーを算出する要求駆動パワー算出部と、要求駆動パワーと蓄電装置のＳＯＣに基づいて、内燃機関から出力されるＥＧパワーと回転電機から出力されるＭＧパワーとを算出するパワー分配部と、要求駆動パワーのすべてをＥＧパワーに分配したときに内燃機関が単位時間あたりに消費する燃料消費量と、回転電機からＭＧパワーを出力したときに内燃機関が単位時間あたりに消費する燃料消費量との差であるアシスト燃費低減量を算出する燃費低減量算出部と、ＭＧパワーを出力するために、蓄電装置から回転電機に供給する電力であるアシスト電力を取得するアシスト電力取得部と、アシスト燃費低減量をアシスト電力で除することにより求められる燃費アシストコストを算出する燃費アシストコスト算出部と、アシスト電力に相当する電力を蓄電装置へ充電するために、ＥＧパワーを用いて発電される発電電力を取得する発電電力取得部と、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電するために、内燃機関が単位時間当たりに消費する燃料消費量である発電燃費増加量を算出する発電燃費増加量算出部と、発電燃費増加量を発電電力で除することにより求められる燃費発電コストを算出する燃費発電コスト算出部と、アシスト電力あたりの排気ＮＯｘ量の低減量に相当する排気ＮＯｘアシストコストを算出する排気ＮＯｘアシストコスト算出部と、所定期間の走行において、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいときにアシスト電力により回転電機を駆動し、かつ、燃費発電コストが燃費収支コストより小さいときにＥＧパワーを用いて発電電力を発電した場合に、アシスト電力と発電電力との収支が釣り合う燃費収支コストを取得する燃費収支コスト取得部と、を備える。パワー分配部は、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きく、かつ、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行するよう、ＥＧパワーとＭＧパワーとを算出する。
【0010】
この構成によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関から出力されるＥＧパワーと回転電機から出力されるＭＧパワーを用いて走行する。制御装置のパワー分配部は、要求駆動パワーと蓄電装置のＳＯＣに基づいて、内燃機関から出力されるＥＧパワーと回転電機から出力されるＭＧパワーとを算出する。燃料低減量算出部は、要求駆動パワーのすべてをＥＧパワーに分配したときに内燃機関が単位時間あたりに消費する燃料消費量と、回転電機からＭＧパワーを出力したときに内燃機関が単位時間あたりに消費する燃料消費量との差であるアシスト燃費低減量を算出する。アシスト燃費低減量は、ＥＧパワーに加えてＭＧパワーを用いて走行した場合における、燃料消費量の低減量である。
【0011】
アシスト電力取得部は、ＭＧパワーを出力するために、蓄電装置から回転電機に供給する電力であるアシスト電力を取得する。燃費アシストコスト算出部は、アシスト燃費低減量をアシスト電力で除することにより燃費アシストコストを算出する。燃費アシストコストは、アシスト電力あたりの燃料消費量の削減量である。
【0012】
発電電力取得部は、アシスト電力に相当する電力を蓄電装置へ充電するために、ＥＧパワーを用いて発電される発電電力を取得し、発電燃費増加量算部は、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電するために、内燃機関が単位時間当たりに消費する燃料消費量である発電燃費増加量を算出する。発電燃費増加量は、アシスト電力に相当する電力を発電する際に必要となる燃料消費量の増加量である。
【0013】
燃費発電コスト算出部は、発電燃費増加量を発電電力で除することにより燃費発電コストを算出する。燃費発電コストは、発電電力あたりの燃料消費量の増加量である。
【0014】
排気ＮＯｘアシストコスト算出部は、アシスト電力あたりの排気ＮＯｘ量の低減量に相当する排気ＮＯｘアシストコストを算出する。排気ＮＯｘ量は、内燃機関の排気ガス中のＮＯｘ量である。アシスト電力を用いてＭＧパワーを出力すると、ＥＧパワーを小さくすることができるので、排気ＮＯｘ量が低減する。
【0015】
燃費収支コスト取得部は、所定期間の走行において、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいときアシスト電力により回転電機を駆動し、かつ、燃費発電コストが燃費収支コストより小さいときＥＧパワーを用いて発電電力を発電した場合に、アシスト電力と発電電力の収支が釣り合う、燃費収支コストを取得する。パワー分配部は、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きく、かつ、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行するよう、ＥＧパワーとＭＧパワーとを算出する。
【0016】
燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいとき、回転電機からＭＧパワーを出力して走行すると、燃費アシストコストが燃費収支コストより小さいときにＭＧパワーを出力して走行する場合に比較して、アシスト電力あたりの燃料消費量の削減量が大きくなる。また、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいときに、ＭＧパワーを出力して走行すると、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より小さい場合にＭＧパワーを出力して走行する場合に比較して、アシスト電力あたりのＮＯｘ削減量が大きくなる。したがって、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きく、かつ、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行するので、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することが可能になる。
【0017】
制御装置は、発電電力あたりの排気ＮＯｘの増加量に相当する排気ＮＯｘ発電コストを算出する排気ＮＯｘ発電コスト算出部をさらに備え、パワー分配部は、燃費発電コストが燃費収支コストより小さく、かつ、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいとき、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電しながら走行するよう、ＥＧパワーを算出してもよい。
【0018】
この構成によれば、排気ＮＯｘ発電コスト算出部は、発電電力あたりの排気ＮＯｘの増加量に相当する排気ＮＯｘ発電コストを算出する。発電電力はＥＧパワーを用いて発電されるので、発電電力を発電する際に排気ＮＯｘ量が増加する。燃費発電コストが燃費収支コストより小さいとき、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電すると、燃費発電コストが燃費収支コストより大きいときにＥＧパワーを用いて発電する場合に比較して、発電電力あたりの燃料消費量の増加量が小さくなる。また、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいときに、ＥＧパワーを用いて発電すると、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より大きい場合にＥＧパワーを用いて発電する場合に比較して、発電電力あたりのＮＯｘ増加量が小さく。したがって、燃費発電コストが燃費収支コストより小さく、かつ、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいとき、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電しながら走行するので、燃料消費量の悪化とＮＯｘ量の増加を抑制することが可能になる。
【0019】
制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて、内燃機関の燃料噴射量あたりの排ガス中のＮＯｘ量を表す排気ＮＯｘ感度を算出する排気ＮＯｘ感度算出部をさらに備え、排気ＮＯｘアシストコスト算出部は、燃費アシストコストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘアシストコストを算出するようにしてもよい。また、排気ＮＯｘ発電コスト算出部は、燃費発電コストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘ発電コストを算出するようにしてもよい。
【0020】
所定値は、所定期間の走行における、内燃機関の排ガス中のＮＯｘ量と内燃機関の燃料消費量の関係において、ＮＯｘ量の減少に対する燃料消費量の増加が設定値以上になるアシスト量に基づいて設定されてもよい。なお、アシスト量は、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行する際のＭＧパワーである。
【0021】
所定期間の走行において、ＭＧパワー（アシスト量）が大きくなるに伴い排ガス中のＮＯｘ量は減少するが、ＭＧパワー（アシスト量）が大きくなりすぎると、アシスト電力に相当する電力をＥＧパワーを用いて発電する必要があるため、ＮＯｘの削減量に対して燃料消費量の増加が顕著になる。所定値を、ＮＯｘ量の減少（ＮＯｘの削減量）に対する燃料消費量の増加が設定値以上になるＭＧパワー（アシスト量）に基づいて設定することにより、ＮＯｘの削減量に対して燃料消費量の増加が顕著になることを抑止できる。
【0022】
所定期間の走行は、予め定められた走行モードであってよい。
ハイブリッド車両の走行状態は、運転者（ユーザ）や使用環境によって異なるので、本開示によって好適な効果を得るためには、所定期間の走行を実際の走行状態に合わせることが望ましい。したがって、所定期間の走行を、一般的な走行環境に近い走行モード、たとえば、所定期間の走行を、ＷＬＴＣ（Worldwide-harmonized Light vehicles Test Cycle）における「市街地走行」や「郊外走行」の走行モードによる走行とすることにより、好適に、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することが可能になる。
ハイブリッド車両の走行状態は、運転者（ユーザ）や使用環境によって異なるので、本開示によって好適な効果を得るためには、所定期間の走行を実際の走行状態に合わせることが望ましい。したがって、所定期間の走行を、一般的な走行環境に近い走行モード、たとえば、所定期間の走行を、ＷＬＴＣ（Worldwide-harmonized Light vehicles Test Cycle）における「市街地走行」や「郊外走行」の走行モードによる走行とすることにより、好適に、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することが可能になる。
【発明の効果】
【0023】
本開示によれば、ハイブリッド車両において、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本実施の形態に係るハイブリッド車両１の全体構成を示す図である。
【図2】ＨＶ－ＥＣＵ１００に構成された機能ブロックを説明する図である。
【図3】アシスト走行モードを用いた場合における、内燃機関１０の排ガス中に含まれるＮＯｘ量と内燃機関１０の燃料消費量の関係を示す図である。
【図5】排気ＮＯｘ感度を算出するためのマップの例を示す図である。
【図6】燃費収支コストについて説明する図である。
【図7】ＨＶ－ＥＣＵ１００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図8】内燃機関１０のＮＯｘ排出量のマップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本開示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。
【0026】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両１の全体構成を示す図である。ハイブリッド車両１は、動力源として、内燃機関１０、およびモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」と称する。）３０を備えたハイブリッッド車両である。
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両１の全体構成を示す図である。ハイブリッド車両１は、動力源として、内燃機関１０、およびモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」と称する。）３０を備えたハイブリッッド車両である。
【0027】
内燃機関１０は、たとえば、圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。内燃機関１０は、火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）であってもよい。ＭＧ３０は、回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石を埋め込んだＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）同期電動機である。ＭＧ３０のロータ軸は、Ｋ０クラッチ２０を介して内燃機関１０のクランク軸（出力軸）に接続される。また、ＭＧ３０のロータ軸は、発進クラッチ４０を介して自動変速機５０の入力軸に接続される。ＭＧ３０は、電動機（モータ）として動作するとともに、発電機（ジェネレータ）として動作する。
【0028】
Ｋ０クラッチ２０は、油圧式摩擦係合装置（油圧クラッチ）であり、内燃機関１０のクランク軸とＭＧ３０のロータ軸の間の動力を、遮断あるいは伝達する。Ｋ０クラッチ２０が係合されることにより、内燃機関１０のクランク軸とＭＧ３０のロータ軸の間で動力伝達が可能になる。Ｋ０クラッチ２０が開放されることにより、内燃機関１０のクランク軸とＭＧ３０のロータ軸の間の動力伝達が遮断される。
【0029】
Ｋ０クラッチ２０が係合されているとき、ＭＧ３０が電動機として動作すると、内燃機関１０の出力トルクに加えてＭＧ３０の出力トルクが、発進クラッチ４０の入力軸に入力され、内燃機関１０の出力トルクにＭＧ３０の出力トルクが加算され、駆動輪７０を駆動することが可能になる（アシスト走行モード）。なお、本開示において、内燃機関１０の出力をＥＧパワーと称し、ＭＧ３０の出力をＭＧパワーとも称する。Ｋ０クラッチ２０が係合されているとき、内燃機関１０のクランク軸を介してＭＧ３０を駆動することにより、ＭＧ３０は発電機として動作し、ＥＧパワーを用いた発電が行われる（発電走行モード）。また、ＭＧ３０は、駆動輪７０から入力される被駆動力（制動力）によって、回生発電を行うこともできる。
【0030】
内燃機関１０が停止しているとき、Ｋ０クラッチ２０を介して、ＭＧ３０の出力トルクで内燃機関１０をクランキングして、内燃機関１０を始動することができる。Ｋ０クラッチ２０を開放した状態で、ＭＧ３０の出力トルクのみでハイブリッド車両１を走行させることも可能である（ＥＶ走行モード）。また、Ｋ０クラッチ２０が係合しているとき、ＭＧ３０の指令トルクを０にすることで、内燃機関１０の出力トルクのみで走行することが可能である（エンジン走行モード）。
【0031】
発進クラッチ４０は、油圧式摩擦係合装置（油圧クラッチ）であり、ＭＧ３０のロータ軸と自動変速機５０の入力軸の間の動力を、遮断あるいは伝達する。発進クラッチ４０が係合されることにより、ＭＧ３０のロータ軸と自動変速機５０の入力軸との間で動力伝達が可能になる。発進クラッチ４０が開放されることにより、ＭＧ３０のロータ軸と自動変速機５０の入力軸との間の動力伝達が遮断される。
【0032】
自動変速機５０は、遊星歯車式の多段自動変速機であり、複数の摩擦係合要素の係合および解放の組み合わせを制御することにより、各変速段を達成する。自動変速機５０の出力軸は、プロペラシャフトを介してディファレンシャルギヤ６０に接続されている。ディファレンシャルギヤ６０は、ドライブシャフトを介して駆動輪７０に接続されている。
【0033】
ＰＣＵ（Power Control Unit）８０は、蓄電装置９０から受ける直流電力を、ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。また、ＰＣＵ８０は、ＭＧ３０により発電（回生）された交流電力を、蓄電装置９０を充電するための直流電力に変換する。ＰＣＵ８０は、たとえば、インバータと、インバータに供給される直流電圧を蓄電装置９０の電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。
【0034】
蓄電装置９０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置９０は、ＭＧ３０が発電した電力を受けて充電される。そして、蓄電装置９０は、その蓄えられた電力をＰＣＵ８０へ供給し、ＭＧ３０が駆動される。
【0035】
蓄電装置９０には、監視ユニット９１が設けられる。監視ユニット９１には、蓄電装置９０の電圧、入出力電流および温度をそれぞれ検出する電圧センサ、電流センサおよび温度センサ（いずれも図示せず）が含まれる。監視ユニット９１は、各センサの検出値（蓄電装置９０の電圧、入出力電流および温度）をＢＡＴ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０に出力する。
【0036】
ハイブリッド車両１は、ＨＶ－ＥＣＵ１００と、ＢＡＴ－ＥＣＵ１２０と、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１３０とを備える。各ＥＣＵは、図示しない、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリおよび入出力バッファを含み、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。
【0037】
ＨＶ－ＥＣＵ１００は、内燃機関１０を制御するための指令をＥ／Ｇ－ＥＣＵ１３０に出力するとともに、ＭＧ３０を制御するための指令をＰＣＵ８０に出力する。また、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、Ｋ０クラッチ２０、発進クラッチ４０、および自動変速機５０を制御する。
【0038】
ＢＡＴ－ＥＣＵ１２０は、監視ユニット９１から出力された各センサの検出値に基づいて、蓄電装置９０のＳＯＣ（State Of Charge）を算出し、ＨＶ－ＥＣＵ１００に出力する。
【0039】
Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１３０は、ＨＶ－ＥＣＵ１００の指令に基づき、内燃機関１０の出力を制御する。なお、ＨＶ－ＥＣＵ１００の指令に基づき、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１３０で、Ｋ０クラッチ２０、発進クラッチ４０、および自動変速機５０を制御してもよく、Ｋ０クラッチ２０、発進クラッチ４０、および自動変速機５０を制御する新たなＥＣＵ（駆動ＥＣＵ）を設けてもよい。これら各ＥＣＵが、本開示の「制御装置」に相当する。
【0040】
アクセル開度センサ１３１は、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを検出する。エンジン回転速度センサ１３２は、内燃機関の回転速度ＮＥを検出する。車速センサ１３３は、ハイブリッド車両１の車速ＳＰＤを検出する。
【0041】
図２は、ＨＶ－ＥＣＵ１００に構成された機能ブロックを説明する図である。要求駆動パワー算出部１０１は、ハイブリッド車両１の走行制御のために、たとえば、アクセル開度ＡＰ、車速ＳＰＤ等に基づいて要求駆動トルクＴｒを算出し、要求トルクＴｒに駆動輪７０の回転速度を乗じて、要求駆動パワーＰｄを求める。充電要求算出部１０２は、蓄電装置９０のＳＯＣに基づき、充電要求の有無を算出する。
【0042】
パワー分配部１０３は、要求駆動パワーＰｄと充電要求の有無（すなわち、蓄電装置９０のＳＯＣ）に基づいて、内燃機関１０から出力されるＥＧパワーであるＥＧ指令パワーＰｅと、ＭＧ３０から出力されるＭＧパワーであるＭＧ指令パワーＰｍを算出する。パワー分配部１０３で算出されるＥＧ指令パワーＰｅとＭＧ指令パワーＰｍの大きさによって、ハイブリッド車両１の走行モードが決定する。
【0043】
たとえば、ＥＧ指令パワーＰｅを０として、要求駆動パワーＰｄのすべてをＭＧ指令パワーＰｍに分配し（Ｐｍ＝Ｐｄ）すると、ＭＧパワーで走行する「ＥＶ走行モード」になる。ＥＧ指令パワーＰｅを、ＭＧ３０を駆動して発電を行うために必要な発電パワーＰｇと要求駆動パワーＰｄとを加算した値（Ｐｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）とすると、内燃機関１０の出力で発電しながら走行する「発電走行モード」となる。ＥＧ指令パワーＰｅを内燃機関１０を高効率に運転可能な値とするとともに、要求駆動パワーＰｄに対するＥＧ指令パワーＰｅの不足分をＭＧ指令パワーＰｍで補うよう（Ｐｍ＝Ｐｄ－Ｐｅ）、要求駆動パワーＰｄをＥＧ指令パワーＰｅおよびＭＧ指令パワーＰｍに分配すると、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行する「アシスト走行モード」になる。要求駆動パワーＰｄのすべてをＥＧ指令パワーＰｅに分配し（Ｐｅ＝Ｐｄ）すると、ＥＧパワーのみで走行する「エンジン走行モード」になる。
【0044】
図３は、アシスト走行モードを用いた場合における、内燃機関１０の排ガス中に含まれるＮＯｘ量と内燃機関１０の燃料消費量の関係を示す図である。図３において、上段は内燃機関１０のから出力されるＥＧトルク（ＥＧパワー）を示しており、中段は内燃機関１０から排出されるＮＯｘ量を示しており、下段は内燃機関１０の燃料消費量（ＣＯ２排出量）を示している。なお、横軸は時間である。
【0045】
図３において、実線は、アクセル開度ＡＰ等によって算出された要求駆動パワーＰｄのすべてを内燃機関１０から出力されるＥＧパワー（ＥＧ指令パワーＰｅ）に分配し、アシスト走行モードを用いない場合（エンジン走行モードで走行した場合）を示している。破線および一点鎖線は、要求駆動パワーの一部をＭＧ３０から出力されるＭＧパワー（ＭＧ指令パワーＰｍ）に分配した、アシスト走行モードを用いて走行した場合を示している。以下、アシスト走行モード（ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行する走行モード）におけるＭＧパワーの大きさをアシスト量と称する。破線はアシスト量が小さい場合を示しており、一点鎖線はアシスト量が大きい場合を示している。
【0046】
アシスト量が小さい場合、図３の上段おいて破線に示すよう、ＥＧパワーの立ち上がり時のＥＧパワーが、アシスト量の大きさだけ減少する。ＥＧパワーが小さくなるので、内燃機関１０から排出されるＮＯｘ量が低減するとともに、燃料消費量も低減する。アシスト量が小さい場合、内燃機関１０のＥＧパワーの低減量が小さいため、図３の中段に破線で示すように、ＮＯｘの低減量は比較的小さく、また、下段に示すよう、内燃機関１０の燃料消費量の低減量も比較的小さい。
【0047】
アシスト走行モードでは、蓄電装置９０からＭＧ３０に電力が供給されるので、蓄電装置９０のＳＯＣが低下する。アシスト走行モードにおいてＭＧ３０に供給される電力をアシスト電力と称すると、アシスト電力の大きさに応じてＳＯＣが低下する。ＳＯＣが低下すると、蓄電装置９０を充電するために、発電走行モードによる走行が必要になる。アシスト量が小さい場合、アシスト電力が小さいので、アシスト電力に相当する発電電力を発電するのに必要な発電パワーＰｇも比較的小さく、図３の上段に破線で示すよう、発電走行モードにおけるＥＧパワー（エンジン指令パワーＰｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）も比較的小さい。このため、図３の中段および下段に破線で示すよう、発電走行モードにおいて、ＮＯｘの増加量および燃料消費量の増加量とも、比較的少ない。
【0048】
アシスト量が大きい場合、図３の上段おいて一点鎖線に示すよう、ＥＧパワーの立ち上がり時のＥＧパワーが、アシスト量の大きさだけ減少する。アシスト量が大きい場合、内燃機関１０のＥＧパワーの低減量が大きいため、図３の中段に一点鎖線で示すように、ＮＯｘの低減量は大きく、また、下段に示すよう、内燃機関１０の燃料消費量の低減量も大きい。アシスト量が大きい場合、アシスト電力が小大きいので、アシスト電力に相当する発電電力を発電するのに必要な発電パワーＰｇも大きくなり、図３の上段に一点鎖線で示すよう、発電走行モードにおけるＥＧパワー（エンジン指令パワーＰｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）も大きい。このため、図３の中段および下段に一点鎖線で示すよう、発電走行モードにおいて、ＮＯｘの増加量および燃料消費量の増加量とも、大きくなる。
【0049】
このように、アシスト走行モードでは、燃料消費量の低減だけでなくＮＯｘ量の低減効果も期待できる。しかし、アシスト量を増加すると、アシスト電力に相当する電力を発電するために、燃料消費量の増大やＮＯｘ量の増大を招くので、燃料消費量およびＮＯｘ量の削減効果が悪化する。図４は、図３に示した走行における、燃料消費量およびＮＯｘ量の削減効果とアシスト量の関係を示す図である。図４において、縦軸は内燃機関１０の排ガス中のＮＯｘ量（ＮＯｘ排出量）であり、横軸は内燃機関１０の燃料消費量（ＣＯ２排出量）である。図４の〇（●）は、アシスト走行モードにおけるアシスト量を所定の値に設定したときにおける、ＮＯｘ排出量と燃料消費量をプロットしたものであり、破線矢印に示した方向に沿ってアシスト量が大きくなる。
【0050】
図４は、アシスト走行モードにおいて、ＭＧパワーによって内燃機関１０の排ガス中のＮＯｘが減少する量および燃料消費量が減少する量と、発電走行モードにおいて、アシスト電力に相当する電力をＥＧパワーを用いて発電する際に内燃機関１０の排ガス中のＮＯｘが増加する量および燃料消費量が増加する量とによって変化する、内燃機関１０の排ガス中のＮＯｘ量と燃料消費量の関係を表している。図４に示すように、アシスト量が増加するに伴い、ＮＯｘ量が減少し燃料消費量が増加する。アシスト量が比較的小さな領域では、ＮＯｘの低減量（削減効果）に対して燃料消費量の増加は少ないが、アシスト量が大きくなると、ＮＯｘの低減量に対して燃料消費量が大きく増加する。したがって、アシスト走行モードにおけるアシスト量を、図４の●で示したアシスト量に制御することにより、燃料消費量の増加を抑制しつつＮＯｘの低減量を大きくすることができる。●で示した点は、アシスト量の増加によってＮＯｘ量が減少する際に、ＮＯｘの減少量に対する燃料消費量の増加が急激に大きくなる点である。
【0051】
本実施の形態では、ハイブリッド車両１が所定期間の走行を行った際、図４の●で示したアシスト量に制御することにより、燃料消費量の増加を抑制しつつＮＯｘの低減量を大きくする。このために、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、図２に示すように、燃費低減量算出部１０４、アシスト電力取得部１０５、燃費アシストコスト算出部１０６、発電電力取得部１０７、発電燃費増加量算出部１０８、燃費発電コスト算出部１０９、排気ＮＯｘ感度算出部１１０、排気ＮＯｘアシストコスト算出部１１１、排気ＮＯｘ発電コスト算出部１１２、燃費収支コスト取得部１１３、を備える。
【0052】
燃費低減量算出部１０４は、要求駆動パワー算出部１０１で算出した要求駆動パワーＰｄのすべてをＥＧ指令パワーＰｅに分配したときに内燃機関１０が単位時間あたりに消費する燃料消費量ＦｅとＭＧ３０からＭＧ指令パワーＰｍ（アシスト量）を出力したときに内燃機関１０が単位時間あたりに消費する燃料消費量Ｆａとの差であるアシスト燃費低減量Ａｄを算出する。要求駆動パワーＰｄのすべてをＥＧ指令パワーＰｅに分配したときに内燃機関１０が単位時間あたりに消費する燃料消費量Ｆｅは、たとえば、ＥＧパワーと燃料消費量（単位時間あたりの燃料消費量［ｇ／ｈ］）の関係を示すマップから、ＥＧ指令パワーＰｅを要求駆動パワーＰｄで運転したとき（Ｐｅ＝Ｐｄ）の燃料消費量［ｇ／ｈ］を燃料消費量Ｆｅとして算出する。ＥＧパワーと燃料消費量の関係を示すマップは、予め実験等によって作成され、メモリに格納されている。あるいは、燃料消費量Ｆｅは、特許文献１に開示されているように、エンジン指令パワーＰｅ、エンジン効率および燃料エネルギ密度から算出するようにしてもよい。
【0053】
また、要求駆動パワー算出部１０１で算出した要求駆動パワーＰｄからＭＧ指令パワーＰｍ（アシスト量）を減算した値のＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ－Ｐｍ）を用いて、ＥＧパワーと燃料消費量の関係を示すマップから燃料消費量を求め、求めた燃料消費量［ｇ／ｈ］を燃料消費量Ｆａとして算出する。加速時等、要求駆動パワーＰｄが内燃機関１０を高効率に運転可能な領域よりも大きい場合には、要求駆動パワーＰｄの一部をＭＧ３０から出力するＭＧパワーで分担することにより内燃機関１０を高効率領域で運転を行う。たとえば、パワー分配部１０３において、車速ＳＰＤや自動変速機５０の変速比（変速段）等の情報から、現在の運転状態において、内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅを求め、要求駆動パワーＰｄが内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅより大きい場合、内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅと要求駆動パワーＰｄの差をＭＧ指令パワーＰｍ（アシスト量）として算出する。したがって、要求駆動パワーＰｄからＭＧ指令パワーＰｍを減算した値のＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ－Ｐｍ）は、現在の運転状態において、内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅに相当する。
【0054】
燃料消費量Ｆｅから燃料消費量Ｆａを減算することにより、アシスト燃費低減量Ａｄを算出する。アシスト燃費低減量Ａｄは、ＥＧパワーに加えてＭＧパワーを用いて走行した場合（アシスト走行モード）における、燃料消費量の低減量である。
【0055】
アシスト電力取得部１０５は、アシスト走行モード時、ＭＧパワーを出力するために、蓄電装置９０からＭＧ３０に供給する電力であるアシスト電力を取得する。たとえば、ＭＧ３０からＭＧ指令パワーＰｍを出力するため、ＰＣＵ８０からＭＧ３０に供給する電流指令値からアシスト電力［ｋＷ］を算出する。
【0056】
燃費アシストコスト算出部１０６は、アシスト燃費低減量Ａｄをアシスト電力で除して燃費アシストコスト［ｇ／ｋＷｈ］を算出する（燃費アシストコスト［ｇ／ｋＷｈ］＝アシスト燃費低減量Ａｄ［ｇ／ｈ］／アシスト電力［ｋｗ］）。燃費アシストコストは、アシスト電力あたりの燃料消費量の削減量である。
【0057】
発電電力取得部１０７は、アシスト電力に相当する電力を蓄電装置９０へ充電するために、ＥＧパワーを用いて発電される発電電力を取得する。アシスト電力取得部１０５で取得したアシスト電力［ｋＷ］の値を、発電電力［ｋＷ」として取得してよい。
【0058】
発電燃費増加量算出部１０８は、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電するために、内燃機関１０が単位時間当たりに消費する燃料消費量である発電燃費増加量Ｈｄを算出する。たとえば、ＥＧパワーと燃料消費量（単位時間あたりの燃料消費量［ｇ／ｈ］）の関係を示すマップから、ＥＧ指令パワーＰｅを要求駆動パワーＰｄで運転したとき（Ｐｅ＝Ｐｄ）の燃料消費量［ｇ／ｈ］を燃料消費量Ｆｅとして算出する。そして、発電電力取得部１０７で取得した発電電力を発電する際にＭＧ３０を駆動するために必要な発電パワーＰｇと要求駆動パワーＰｄを加算した値のＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）を用いて、ＥＧパワーと燃料消費量の関係を示すマップから求め、求めた燃料消費量［ｇ／ｈ］を燃料消費量Ｆｇとして算出する。そして、燃料消費量Ｆｇから燃料消費量Ｆｅを減算することにより、発電燃費増加量Ｈｄを算出する。発電燃費増加量Ｈｄは、アシスト電力に相当する電力を発電する際に必要となる燃料消費量の増加量である。
【0059】
燃費発電コスト算出部１０９は、発電燃費増加量Ｈｄを発電電力で除して燃費発電コスト［ｇ／ｋＷｈ」を算出する（燃費発電コスト［ｇ／ｋＷｈ」＝発電燃費増加量Ｈｄ［ｇ／ｈ］／発電電力［ｋｗ］）。燃費発電コストは、燃費発電コストは、発電電力あたりの燃料消費量の増加量である。
【0060】
排気ＮＯｘ感度算出部１１０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて内燃機関１０の燃料噴射量あたりの排ガス中のＮＯｘ量を表す排気ＮＯｘ感度を算出する。本実施の形態では、１回の燃焼行程における燃料噴射量あたりのＮＯｘ量を排気ＮＯｘ感度として求める（排気ＮＯｘ感度＝１回の燃料噴射量／ＮＯｘ量）。図５は、排気ＮＯｘ感度を算出するためのマップの例を示す図である。図５において、縦軸は内燃機関１０の負荷（アクセル開度ＡＰ）であり、横軸は内燃機関１０の回転速度ＮＥである。内燃機関１０から排出されるＮＯｘ量は、高負荷・高回転であるほど大きくなるので、図５に示すように、排気ＮＯｘ感度は、高負荷・高回転側ほど大きな値になる。排気ＮＯｘ感度算出部１１０は、負荷（アクセル開度ＡＰ）と回転速度ＮＥを用いて、図５のマップから排気ＮＯｘ感度を算出する。
【0061】
排気ＮＯｘアシストコスト算出部１１１は、燃費アシストコストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘアシストコストを算出する。たとえば、燃費アシストコストと排気ＮＯｘ感度を乗算することにより、排気ＮＯｘアシストコストを算出する（排気ＮＯｘアシストコスト＝燃費アシストコスト×排気ＮＯｘ感度）。排気ＮＯｘアシストコストは、アシスト電力あたりのＮＯｘ低減量に相当する。
【0062】
排気ＮＯｘ発電コスト算出部１１２は、燃費発電コストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘ発電コストを算出する。たとえば、燃費発電コストと排気ＮＯｘ感度を乗算することにより、排気ＮＯｘ発電コストを算出する（排気ＮＯｘ発電コスト＝燃費発電コスト×排気ＮＯｘ感度）。排気ＮＯｘ発電コストは、発電電力あたりのＮＯｘ増加量に相当する。
【0063】
燃費収支コスト取得部１１３は、燃費収支コストを算出する。燃費収支コストは、ハイブリッド車両１の所定期間の走行において、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいときアシスト走行モードで走行し（アシスト電力によりＭＧ３０を駆動し）、かつ、燃費発電コストが燃費収支コストより小さいとき発電走行モードで走行した場合（ＥＧパワーを用いて発電電力を発電した場合）に、アシスト電力と発電電力の収支が釣り合う値である。図６は、燃費収支コストについて説明する図である。図６（Ａ）は、ＷＬＴＣの「市街地モード」および「郊外モード」（以下、「所定走行モード」と称する）で走行した場合における、燃費アシストコストを示している。この燃費アシストコストは、ハイブリッド車両１が所定走行モードで走行した際に、要求駆動パワーＰｄが内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅより大きいとき、パワー分配部１０３で上記のように算出されるＭＧ指令パワーＰｍ（アシスト量）と、ＭＧ指令パワーＰｍ（アシスト量）の出力に必要なアシスト電力に基づいて、算出される。たとえば、ハイブリッド車両１を所定走行モードで走行した実験、あるいは、シミュレーション等によって、図６（Ａ）に示した燃費アシストコストを得ることができる。
【0064】
図６（Ｂ）は、所定走行モードを走行した場合における、燃費発電コストを示している。この燃費発電コストは、図６（Ａ）において燃費アシストコストを算出した際のアシスト電力に相当する電力（発電電力）を発電するために必要な発電パワーＰｇに基づいて算出される。たとえば、所定走行モードにおいて、要求駆動パワーＰｄが正（＋）の場合に、要求駆動パワーＰｄの発電パワーＰｇを加算した値をＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）として走行した場合における燃費発電コストを、実験あるいはシミュレーション等によって求める。
【0065】
図６（Ｃ）は、図６（Ａ）において破線で示した閾値より燃費アシストコストが大きいときに、アシスト走行モードで走行した場合（アシスト電力によりＭＧ３０を駆動した場合）におけるアシスト電力（蓄電装置９０から放電される放電電力）を示した図である。また、図６（Ｄ）は、図６（Ｂ）において破線で示した閾値（図６（Ａ）の閾値と同じ値である）より燃費発電コストが小さいときに、発電走行モードで走行した場合（要求駆動パワーＰｄに発電パワーＰｇを加算して走行した場合）における発電電力（蓄電装置９０からに充電される充電電力）を示した図である。
【0066】
図６（Ｃ）および（Ｄ）において、破線で示した閾値が大きくなると、アシスト電力（放電電力）の電力量（図６（Ｃ）のアシスト電力で囲まれた面積）が小さくなり、発電電力（充電電力）の電力量（図６（Ｄ）発電電力で囲まれた面積）が大きくなる。また、閾値が小さくなると、アシスト電力（放電電力）の電力量が大きくなり、発電電力（充電電力）が小さくなる。したがって、破線で示した閾値の大きさを調整することにより、アシスト電力の電力量と発電電力の電力量を調整することができる。実験等により、アシスト電力の電力量と発電電力の電力量が同じになる（所定走行モードの走行において、アシスト電力と発電電力の収支が釣り合う）閾値の値を求め、メモリに記憶されている。燃費収支コスト取得部１１３は、メモリから閾値を読み出し、その閾値を燃費収支コストとして取得する。
【0067】
パワー分配部１０３は、燃費アシストコスト算出部１０６で算出した燃費アシストコストが、燃費収支コスト取得部１１３で取得した燃費収支コストより大きく、かつ、排気ＮＯｘアシストコスト算出部１１１で算出した排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、アシスト走行モードで走行するよう、ＥＧ指令パワーＰｅとＭＧ指令パワーＰｍを算出する。たとえば、車速ＳＰＤや自動変速機５０の変速比（変速段）等の情報から、現在の運転状態において、内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅを算出する。要求駆動パワーＰｄからＥＧ指令パワーＰｅを減じた値を、ＭＧ指令パワーＰｍとして算出する。そして、内燃機関１０の出力がＥＧ指令パワーＰｅとなるよう、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１３０を介して内燃機関１０が制御されるとともに、ＭＧ３０の出力がＭＧ指令パワーＰｍとなるようＰＣＵ８０が制御される。
【0068】
燃費アシストコストは、アシスト電力あたりの燃料消費量の削減量であるので、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいときにアシスト走行モードで走行することにより、燃費の悪化を抑制しつつＮＯｘ量の削減を図れる。しかしながら、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいすべての運転状態においてアシスト走行モードの走行を行うと、図４において説明したように、アシスト量が大きくなり、ＮＯｘの低減量に対して燃料消費量が大きく増加する。所定値は、所定走行モードにおいて、アシスト量を図４に●で示したアシスト量に制御するための値である。図４の●は、内燃機関１０の排ガス中のＮＯｘ量と内燃機関１０の燃料消費量の関係において、アシスト量の増加によってＮＯｘ量が減少する際に、ＮＯｘの減少量に対する燃料消費量の増加が急激に大きくなる点であり、ＮＯｘの減少量に対する燃料消費量の増加が設定値以上になるアシスト量である。たとえば、設定値は、図４に示した、内燃機関の排ガス中のＮＯｘ量と内燃機関の燃料消費量の関係において、アシスト量が増大した際に曲率が変化する点から定めるようにしてよい。
【0069】
排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいときに、アシスト走行モードによる走行を行うと、図４の●で示したアシスト量になるような所定値を、ハイブリッド車両１を所定走行モードで走行した実験、あるいは、シミュレーション等により求め、予めメモリに記憶しておく。パワー分配部１０３は、メモリから所定値を読み出すことにより、排気ＮＯｘアシストコストと所定値を比較する。排気ＮＯｘアシストコストは、アシスト電力あたりのＮＯｘ低減量（ＮＯｘ削減量）であり、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きい運転状態においてアシスト走行モードで走行することにより、ＮＯｘの低減量に対して燃料消費量が大きく増加することを抑制できる。
【0070】
パワー分配部１０３は、燃費発電コスト算出部１０９で算出した燃費発電コストが、燃費収支コスト取得部１１３で取得した燃費収支コストより小さく、かつ、排気ＮＯｘ発電コスト算出部１１２で算出した排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいとき、発電走行モードで走行するよう、ＥＧ指令パワーＰｅを算出する。たとえば、要求駆動パワーＰｄに発電パワーＰｇを加算した値をＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）とする。そして、内燃機関１０の出力がＥＧ指令パワーＰｅとなるよう、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１３０を介して内燃機関１０を制御するとともに、ＥＧパワーでＭＧ３０を駆動し発電を行う。ＭＧ３０で発電された電力（発電電力）は、蓄電装置９０に充電される。
【0071】
燃費発電コストは、発電電力あたりの燃料消費量の増加量であるので、燃費発電コストが燃費収支コストより小さいときに発電走行モードで走行することにより、燃費の悪化を抑制できる。しかしながら、燃費発電コストが燃費収支コストより小さいすべての運転状態において発電走行モードで走行すると、燃費悪化の抑制効果が小さくなるとともにＮＯｘ量が大きくなる。そこで、排気ＮＯｘ発電コストが、排気ＮＯｘアシストコストの比較に用いた所定値（排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいときに、アシスト走行モードによる走行を行うと、図４の●で示したアシスト量になるような所定値）より小さなときに発電走行モードを実行する。排気ＮＯｘ発電コストは、発電電力あたりのＮＯｘ増加量であり、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さい運転状態において発電走行モードで走行することにより、燃費の悪化とＮＯｘ量の増加を抑制する。また、排気ＮＯｘアシストコストと排気ＮＯｘ発電コストの比較値（閾値）として、同じ所定値を用いているので、所定走行モードの走行におけるアシスト電力と発電電力の収支も釣り合う。
【0072】
図７は、ＨＶ－ＥＣＵ１００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、ハイブリッド車両１の走行中に所定期間毎に繰り返し処理される。まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と省略する）１０において、蓄電装置９０の強制充電が必要か否かを判定する。蓄電装置９０のＳＯＣが下限値以下のとき、強制充電が必要であると判定され（肯定判定され）、今回のルーチンを終了する。なお、強制充電が必要な場合は、たとえば、発電パワーＰｇを最大値に設定した発電走行モードによる走行を実行してよい。強制充電が必要でない場合には、否定判定されてＳ１１へ進む。
【0073】
Ｓ１１では、蓄電装置９０の強制放電が必要か否かを判定する。たとえば、長い下り坂を走行し、回生電力により蓄電装置９０のＳＯＣが上限値を超えた場合、強制放電が必要であると判定される。強制放電が必要であり肯定判定されると、今回のルーチンを終了する。なお、強制放電が必要な場合は、たとえば、ＥＶ走行モードの領域を拡大し、電力を使用した走行を積極的に行ってよい。強制放電が必要でない場合には、否定判定されＳ１２へ進む。
【0074】
Ｓ１２では、燃費アシストコスト算出部１０６で燃費アシストコストを算出し、燃費発電コスト算出部１０９で燃費発電コストを算出し、排気ＮＯｘアシストコスト算出部１１１で排気ＮＯｘアシストコストを算出し、排気ＮＯｘ発電コスト算出部１１２で排気ＮＯｘ発電コストを算出して、Ｓ１３へ進む。
【0075】
Ｓ１３において、パワー分配部１０３は、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きいか否かを判定する。燃費アシストコストが燃費収支コストより大きい場合、肯定判定されＳ１４に進む。燃費アシストコストが燃費収支コスト以下の場合には、否定判定されＳ１６へ進む。
【0076】
Ｓ１４では、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいか否かを判定する。排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、肯定判定されＳ１５へ進む。排気ＮＯｘアシストコストが所定値以下の場合には、否定判定されＳ１９へ進む。
【0077】
Ｓ１５では、アシスト走行モードによる走行が実行される。たとえば、現在の運転状態において、内燃機関１０を効率的に運転可能なＥＧ指令パワーＰｅを算出し、要求駆動パワーＰｄからＥＧ指令パワーＰｅを減じた値を、ＭＧ指令パワーＰｍとして算出する。そして、内燃機関１０の出力がＥＧ指令パワーＰｅとなるよう内燃機関１０を制御するとともにＭＧ３０の出力がＭＧ指令パワーＰｍとなるよう制御して、アシスト走行モードによる走行を行う。
【0078】
Ｓ１６では、燃費発電コストが燃費収支コストより小さいか否かを判定する。燃費発電コストが燃費収支コストより小さい場合、肯定判定されＳ１７に進む。燃費発電コストが燃費収支コスト以上の場合には、否定判定されＳ１９へ進む。
【0079】
Ｓ１７では、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいか否かを判定する。排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいとき、肯定判定されＳ１８へ進む。排気ＮＯｘ発電コストが所定値以上の場合には、否定判定されＳ１９へ進む。
【0080】
Ｓ１８では、発電走行モードによる走行が実行される。たとえば、要求駆動パワーＰｄに発電パワーＰｇを加算した値をＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）とし、内燃機関１０の出力がＥＧ指令パワーＰｅとなるよう制御するとともに、ＥＧパワーでＭＧ３０を駆動し発電を行いながら走行する。
【0081】
Ｓ１９では、エンジン走行モードによる走行が実行され、ＥＧ指令パワーＰｅを要求駆動パワーＰｄとして（Ｐｅ＝Ｐｄ）、内燃機関１０の出力で走行する。この場合、ＭＧ指令パワーＰｍは、０に設定される。
【0082】
本実施の形態では、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きく、かつ、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、アシスト走行モードによって、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行するので、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することが可能になる。また、燃費発電コストが燃費収支コストより小さく、かつ、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいとき、発電走行モードによって、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電しながら走行するので、燃料消費量の悪化とＮＯｘ量の増加を抑制することが可能になる。
【0083】
（実施の形態２）
上記実施の形態１では、排気ＮＯｘアシストコスト算出部１１１は、燃費アシストコストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘアシストコストを算出している。また、排気ＮＯｘ発電コスト算出部１１２は、燃費発電コストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘ発電コストを算出している。実施の形態２では、実験やシミュレーションによって予め設定した、内燃機関１０のＮＯｘ排出量マップを用いて、排気ＮＯｘアシストコストおよび排気ＮＯｘ発電コストを算出する。図８は、内燃機関１０のＮＯｘ排出量のマップの一例を示す図である。図８おいて、縦軸は内燃機関１０の出力トルクＴｑであり、横軸は回転速度ＮＥであり、このマップは、実験等によって予め設定され、ＨＶ－ＥＣＵ１００のメモリに格納されている。出力トルクＴｒと回転速度ＮＥをパラメータとして、ＮＯｘ排出量Ｄ＊［ｇ／ｈ］を図８のマップから求めることができる。
上記実施の形態１では、排気ＮＯｘアシストコスト算出部１１１は、燃費アシストコストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘアシストコストを算出している。また、排気ＮＯｘ発電コスト算出部１１２は、燃費発電コストと排気ＮＯｘ感度に基づいて、排気ＮＯｘ発電コストを算出している。実施の形態２では、実験やシミュレーションによって予め設定した、内燃機関１０のＮＯｘ排出量マップを用いて、排気ＮＯｘアシストコストおよび排気ＮＯｘ発電コストを算出する。図８は、内燃機関１０のＮＯｘ排出量のマップの一例を示す図である。図８おいて、縦軸は内燃機関１０の出力トルクＴｑであり、横軸は回転速度ＮＥであり、このマップは、実験等によって予め設定され、ＨＶ－ＥＣＵ１００のメモリに格納されている。出力トルクＴｒと回転速度ＮＥをパラメータとして、ＮＯｘ排出量Ｄ＊［ｇ／ｈ］を図８のマップから求めることができる。
【0084】
ＨＶ－ＥＣＵ１００は、要求駆動パワー算出部１０１で算出した要求駆動パワーＰｄのすべてをＥＧ指令パワーＰｅに分配したときに内燃機関１０から出力される出力トルクＴｑとエンジン回転速度ＮＥをパラメータとして、図８のマップから、ＮＯｘ排出量Ｄｅを算出する。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、要求駆動パワー算出部１０１で算出した要求駆動パワーＰｄからＭＧ指令パワーＰｍを減算した値のＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ－Ｐｍ）で内燃機関１０を運転したときに、内燃機関１０から出力される出力トルクＴｑとエンジン回転速度ＮＥから、図８のマップから、アシスト有りのＮＯｘ排出量Ｄａを算出する。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、発電電力取得部１０７で取得した発電電力を発電する際にＭＧ３０を駆動するために必要な発電パワーＰｇと要求駆動パワーＰｄを加算した値のＥＧ指令パワーＰｅ（Ｐｅ＝Ｐｄ＋Ｐｇ）を用いて内燃機関１０を運転したときに、内燃機関１０から出力される出力トルクＴｑとエンジン回転速度ＮＥから、図８のマップから、ＭＧ発電時のＮＯｘ排出量Ｄｈを算出する。
【0085】
ＨＶ－ＥＣＵ１００は、ＮＯｘ排出量ＤｅからＮＯｘ排出量Ｄａを減算することにより、排気ＮＯｘ低減量Ｄｄを算出する。そして、排気ＮＯｘ低減量Ｄｄを、アシスト電力取得部１０５で取得したアシスト電力で除することにより、アシスト電力あたりのＮＯｘ低減量に相当する排気ＮＯｘアシストコストを算出する。
【0086】
ＨＶ－ＥＣＵ１００は、ＮＯｘ排出量ＤｈからＮＯｘ排出量Ｄｅを減算することにより、排気ＮＯｘ増加量Ｄｉを算出する。そして、排気ＮＯｘ増加量Ｄｉを、発電電力取得部１０７で取得した発電電力で除することにより、発電電力あたりのＮＯｘ増加量に相当する排気ＮＯｘ発電コストを算出する。
【0087】
実施の形態２において、排気ＮＯｘアシストコストおよび排気ＮＯｘ発電コストの算出方法以外は、実施の形態１と同様であり、上記のように算出された排気ＮＯｘアシストコストおよび排気ＮＯｘ発電コストを用いて、図７のフローチャートが実行される。この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、燃費アシストコストが燃費収支コストより大きく、かつ、排気ＮＯｘアシストコストが所定値より大きいとき、アシスト走行モードによって、ＥＧパワーとＭＧパワーを用いて走行するので、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することが可能になる。また、燃費発電コストが燃費収支コストより小さく、かつ、排気ＮＯｘ発電コストが所定値より小さいとき、発電走行モードによって、ＥＧパワーを用いて発電電力を発電しながら走行するので、燃料消費量の悪化とＮＯｘ量の増加を抑制することが可能になる。
【0088】
上記の実施の形態では、「燃費収支コスト」および「所定値」は、所定走行モードで走行した実験等により求め、予めメモリに記憶されている。この「燃費収支コスト」および「所定値」の少なくとも一方を、ハイブリッド車両１の走行状態等によって変更してもよい。たとえば、ハイブリッド車両１の走行状況が所定走行モードと大きく乖離する場合や蓄電装置９０が劣化した場合等においては、好適に、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することができない場合がある。また、ハイブリッド車両１が走行する環境（地域等）によっては、燃費より排気エミッションを優先することが望まれたり、排気エミッションより燃費を優先することが望まれたりする場合もある。したがって、ハイブリッド車両１の走行中の電力消費量、走行状況、使用領域などを学習・予測することにより、燃費収支コストおよび所定値の少なくとも一方を、ハイブリッド車両１の走行状態に応じて変更するようにしてもよい。これによって、要求される燃費収支コストおよび所定値の少なくとも一方を走行中に変更することにより、より好適に、燃料消費量の悪化を抑制しつつ排気ガス中のＮＯｘ量を削減することができる。
【0089】
上記の実施の形態では、所定走行モードとして、ＷＬＴＣの「市街地モード」および「郊外モード」で走行した場合における走行モードを用いていたが、ＷＬＴＣ以外の走行モードであってよい。また、所定値は、代表走行パターンによって予め算出した値であってもよい。長い降坂路等によって蓄電装置９０のＳＯＣが上限値以上になる場合などは、所定値を低下して、アシスト走行モードによる走行領域を拡大するようにしてもよい。
【0090】
上記の実施の形態では、ＭＧ３０の力行／回生を切り替えることによりアシスト走行モードと発電走行モードを行う、所謂、１モータハイブリッド車に本開示を適用した例について説明を行ったが、２つのモータジェネレータを備えた、所謂、シリーズ・パラレルハイブリッド車にも、本開示を適用することができる。また、１モータハイブリッド車の場合、図１に示したハイブリッド車両１の構成は一例であり、ＭＧやクラッチの配置、各ＥＣＵの配置（機能分担）等は、これに限られない。
【0091】
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及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。
【符号の説明】
【0092】
１ ハイブリッド車両、１０ 内燃機関、２０ Ｋ０クラッチ、３０ モータジェネレータ（ＭＧ）、４０ 発進クラッチ、５０ 自動変速機、６０ ディファレンシャルギヤ、７０ 駆動輪、８０ ＰＣＵ、９０ 蓄電装置、９１ 監視ユニット、１００ ＨＶ－ＥＣＵ、１０１ 要求駆動パワー算出部、１０２ 充電要求算出部、１０３ パワー分配部、１０４ 燃費低減量算出部、１０５ アシスト電力取得部、１０６ 燃費アシストコスト算出部、１０７ 発電電力取得部、１０８ 発電燃費増加量算出部、１０９ 燃費発電コスト算出部、１１０ 排気ＮＯｘ感度算出部、１１１ 排気ＮＯｘアシストコスト算出部、１１２ 排気ＮＯｘ発電コスト算出部、１１３ 燃費収支コスト取得部、１２０ ＢＡＴ－ＥＣＵ、１３０ Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ、１３１ アクセル開度センサ、１３２ エンジン回転速度センサ、１３３ 車速センサ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】