混合动力汽车的制作方法与工艺

本发明涉及一种混合动力汽车，并且尤其涉及这样一种混合动力汽车，其包括能够输出驱动功率并且具有用于净化排气的净化催化剂的净化装置连接到其上的发动机、能够输出驱动功率的电动机、能够与电动机交换电力的电池、以及设定到达目的地的行驶路径并且执行路径导向的导航系统。

背景技术：
混合动力汽车包括驱动车轮的电动发电机以及发动机。混合动力汽车执行用于在EV模式和HV模式之间切换的控制。在EV模式，使车辆在发动机停止的状态下行驶。在HV模式，使车辆在发动机运转的状态下行驶。基于来自车载导航系统、ETC车载装置等等的信息来预测从EV模式切换到HV模式的正时，并随后，例如，使发动机暖机并且在所预测的正时之前预热用于净化来自发动机的排气的催化剂装置（例如，参见公开号为第2007-176392号（JP2007-176392）的日本专利申请）。在该混合动力汽车中，通过上述过程抑制了燃料经济性和排放物的恶化。

技术实现要素：
当已经由驾驶员设定了目的地时，混合动力汽车通过基于行驶负载来为到达目的地的行驶路径中的每个行驶段设定EV（优先）模式和HV（优先）模式中的一个来设定行驶计划。根据行驶计划来行驶的混合动力汽车每次都需要重新设定行驶计划以应用上述控制。根据本发明的一种混合动力汽车减少了重新设定行驶计划的次数。本发明的一个方案提供了一种混合动力汽车。该混合动力汽车包括：发动机，其配置为输出驱动功率，所述发动机包括净化装置，所述净化装置具有净化排气的净化催化剂，所述净化装置安装在排气系统中；电动机，其配置为输出驱动功率；电池，其配置为与所述电动机交换电力；导航系统，其配置为设定到达目的地的行驶路径并且执行路径导向；以及控制器，其配置为设定行驶计划，在所述行驶计划中由所述导航系统设定的到达所述目的地的所述行驶路径中的每个行驶段基于行驶负载而被确定为混合动力行驶优先段和电动行驶优先段中的一个，所述混合动力行驶优先段是在其中混合动力行驶优先于电动行驶而被执行的段，在所述混合动力行驶中所述汽车在所述发动机运转的同时行驶，在所述电动行驶中所述汽车在所述发动机的运转停止的同时行驶，所述电动行驶优先段是在其中所述电动行驶优先于所述混合动力行驶而被执行的段，所述控制器配置为设定预定段以用作使所述净化装置暖机的暖机段，所述预定段是在所述行驶计划中的初始混合动力行驶优先段，所述控制器配置为在所述预定段的所述行驶负载高于与所述电池的输出极限对应的预定负载时通过将在所述预定段之前的所述电动行驶优先段中的任一个变更为所述混合动力行驶优先段来重新设定所述行驶计划，所述控制器配置为重新设定变更为所述混合动力行驶优先段的段用作使所述净化装置暖机的所述暖机段，所述控制器配置为在所述预定段的所述行驶负载低于或等于所述预定负载时保持所述行驶计划和所述净化装置的所述暖机段，所述控制器配置为控制所述发动机和所述电动机使得在所述汽车用所述驱动功率行驶并且行驶在根据设定的所述行驶计划的用于使所述净化装置暖机的所述暖机段时使所述净化装置暖机。借助根据本发明的方案的混合动力汽车，设定行驶计划使得导航系统提供的到达目的地的行驶路径中的每个行驶段基于行驶负载而被确定为混合动力行驶优先段和电动行驶优先段中的一个。所述混合动力行驶优先段是在其中混合动力行驶优先于电动行驶而被执行的段，在所述混合动力行驶中所述汽车在所述发动机运转的同时行驶，在所述电动行驶中所述汽车在所述发动机的运转停止的同时行驶，所述电动行驶优先段是在其中所述电动行驶优先于所述混合动力行驶而被执行的段。设定预定段以用作使所述净化装置暖机的暖机段，所述预定段是在所述行驶计划中的初始混合动力行驶优先段。在所述预定段的所述行驶负载高于与所述电池的输出极限对应的预定负载时，通过将在所述预定段之前的所述电动行驶优先段中的任一个变更为所述混合动力行驶优先段来重新设定所述行驶计划。重新设定所变更的段用作使所述净化装置暖机的所述暖机段。在所述预定段的所述行驶负载低于或等于所述预定负载时保持所述行驶计划和使所述净化装置暖机的所述暖机段。控制所述发动机和所述电动机使得在所述汽车用所述驱动功率行驶并且行驶在根据设定的所述行驶计划的用于使所述净化装置暖机的所述暖机段时使所述净化装置暖机。因此，在所述预定段的所述行驶负载高于所述预定负载时，能够在所述汽车行驶在所述预定段之前的所变更的段（具有相对低的行驶负载的行驶段）时使所述净化催化剂暖机，因此能够在所述汽车行驶在所述预定段时抑制排放物的恶化。在所述预定段的所述行驶负载低于所述预定负载时，不重新设定所述行驶计划，因此能够减少重新设定的次数。因此，减小了所述控制器上的行驶计划重新设定处理的负荷。在根据本发明的方案的混合动力汽车中，所述控制器可以配置为当所述汽车行驶在用于使所述净化装置暖机的所述暖机段时将所述驱动功率限制为在所述电池的所述输出极限处或低于所述电池的所述输出极限。因此，能够抑制发动机的用于使所述净化催化剂暖机的操作的停止或中断。在根据本发明的该方案的混合动力汽车中，所述控制器可以配置为当所述汽车行驶在用于使所述净化装置暖机的所述暖机段时在加速器操作量大于预定操作量时不将所述驱动功率限制为在所述电池的所述输出极限处或低于所述电池的所述输出极限。因此，能够处理驾驶员的快速加速请求。在根据本发明的方案的混合动力汽车中，所述控制器可以配置为对于在所述行驶路径中的所述行驶段中的具有低于或等于所述预定负载的行驶负载的行驶段，将其以行驶负载的升序确定为所述电动行驶优先段直到所述电动行驶优先段的总能量达到所述电池存储的电能为止。所述控制器可以配置为将在具有低于或等于所述预定负载的行驶负载的所述行驶段中的剩余行驶段确定为所述混合动力行驶优先段。所述控制器可以配置为将具有高于所述预定负载的行驶负载的行驶段确定为所述混合动力行驶优先段。根据本发明的方案的混合动力汽车可以进一步包括：发电机；以及行星齿轮单元，其连接到与车桥、所述发动机的输出轴以及所述发电机的旋转轴相连结的驱动轴，其中所述电动机可以连接到所述驱动轴。附图说明参考附图，将在下文描述本发明的示例性实施例的特点、优点以及技术上的和工业上的显著性，在附图中相似的附图标记代表相似的元件，并且其中：图1是示意性示出根据本发明实施例的混合动力汽车的配置的配置图；图2是示意性示出发动机的配置的配置图；图3是示出根据实施例的由HVECU执行的行驶计划设定程序的示例的流程图；图4是示出从当前位置到达目的地的行驶路径中的行驶负载和行驶计划的示例的图；图5是示出从当前位置到达目的地的行驶路径中的行驶负载和行驶计划的示例的图；图6是示出根据实施例的由HVECU执行的催化剂暖机段驱动功率重新设定程序的示例的流程图；图7是示意性示出根据替代实施例的混合动力汽车的配置的配置图；图8是示意性示出根据替代实施例的混合动力汽车的配置的配置图；图9是示意性示出根据替代实施例的混合动力汽车的配置的配置图；以及图10是示意性示出根据替代实施例的混合动力汽车的配置的配置图。具体实施方式将描述本发明的实施例。图1是示意性示出根据本发明实施例的混合动力汽车20的配置的配置图。图2是示意性示出发动机22的配置的配置图。如图所示，根据本发明实施例的混合动力汽车20包括发动机22、发动机电子控制模块（在下文中，被称作发动机ECU）24、行星齿轮单元30、电动机MG1、电动机MG2、逆变器41、42、电动机电子控制模块（在下文中，被称作电动机ECU）40、电池50、电池电子控制模块（在下文中，被称作电池ECU）52、充电器60、导航系统90以及混合动力电子控制模块（在下文中，被称作HVECU）70。发动机22通过使用作为燃料的汽油或轻油等等来输出动力。发动机ECU24对发动机22执行驱动控制。在行星齿轮单元30中，行星齿轮架连接到发动机22的曲轴26，并且内啮合齿轮连接到驱动轴36，驱动轴36经由差速器37连结到驱动轮38a、38b。例如，电动机MG1配置为同步发电电动机，并且电动机MG1的转子连接到行星齿轮单元30的太阳齿轮。电动机MG2例如配置为同步发电电动机，并且电动机MG2的转子连接到驱动轴36。逆变器41、42分别用于驱动电动机MG1、MG2。电动机ECU40通过对逆变器41、42的切换元件（未示出）执行切换控制来对电动机MG1、MG2执行驱动控制。电池50例如配置为锂离子二次电池，并且经由逆变器41、42与电动机MG1、MG2交换电力。电池ECU52管理电池50。充电器60连接到诸如家用电源的外部电源，并且充电器60能够对电池50充电。导航系统90设定行驶路径并且在驾驶员设定了目的地时执行路径导向。HVECU70控制整个汽车。如图2所示，发动机22经由节流阀124引入被空气滤清器122净化的空气。燃料从燃料喷射器126喷射，并且所引入的空气与燃料混合。空气-燃料混合物经由进气门128引入燃烧室。通过火花塞130产生的电火花，空气-燃料混合物爆炸并燃烧。被爆炸能和燃烧能向下推动的活塞132的往复运动转化成曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气经由净化装置134排放到外部空气。净化装置134包括净化催化剂（三元催化剂）134a，净化催化剂134a净化包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）以及氮氧化物（NOX）的有毒物质。排气经由排气再循环系统（在下文中，被称为EGR系统）160供应到进气管125。EGR系统160将排气再循环为进气。EGR系统160包括EGR管162。EGR管162将发动机22的排气管133的相对于净化装置134的下游侧连接到进气管125，并且EGR管162用于将排气供应到进气管125的浪涌调整槽。EGR系统160还包括EGR阀164，其布置在EGR管162中。EGR系统160通过调整作为未燃烧气体的排气的再循环量来将排气再循环到进气管125。通过调节EGR阀164的开度来调节排气的再循环量。发动机22以这种方式将空气、排气以及汽油的气态混合物引入燃烧室。在下文中，将发动机22的排气再循环到进气管125称为EGR，从发动机22的排气管133再循环到进气管125的排气称为EGR气体，并且EGR气体的流量称为EGR量Vegr。尽管图中未示出，但是发动机ECU24配置为主要由CPU形成的微处理器。除CPU之外，微处理器还包括：ROM，其存储处理程序；RAM，其暂时存储数据；输入/输出端口；以及通信端口。来自检测发动机22的状态的不同传感器的信号经由输入端口输入到发动机ECU24。信号的示例包括曲轴位置θcr、冷却剂温度Tw、缸内压力Pin、凸轮角度θca、节气门开度TH、进气量Qa、进气温度Ta、进气压力Pa、爆震信号Ks、催化剂温度Tc、空燃比AF、氧气信号O2、EGR阀开度EV等等。曲轴位置θcr由曲轴位置传感器140发送，曲轴位置传感器140检测曲轴26的旋转位置。冷却剂温度Tw由冷却剂温度传感器142发送，冷却剂温度传感器142检测发动机22的冷却剂的温度。缸内压力Pin由安装在燃烧室中的压力传感器发送。凸轮角度θca由凸轮位置传感器144发送，凸轮位置传感器144检测凸轮轴的旋转位置，凸轮轴打开或关闭将空气引入燃烧室的进气门128或将排气从燃烧室中排出的排气门。节流阀开度TH由节流阀位置传感器146发送，节流阀位置传感器146检测节流阀124的位置。进气量Qa由安装在进气管125中的空气流量计148发送。进气温度Ta由类似地安装在进气管125中的温度传感器149发送。进气压力Pa由检测进气管125中的压力的压力传感器发送。爆震信号Ks由安装在气缸体处的爆震传感器159发送，爆震传感器159检测作为爆震产生的结果而发生的振动。催化剂温度Tc由温度传感器134b发送，温度传感器134b检测净化装置134的净化催化剂134a的温度。空燃比AF由安装在排气管133中的在净化装置134的上游的部分处的空燃比传感器135a发送。氧气信号O2由安装在排气管133中的在净化装置134的下游的部分处的氧气传感器135b发送。EGR阀开度EV由EGR阀开度传感器165发送，EGR阀开度传感器165检测EGR阀164的开度。经由输出端口从发动机ECU24输出用于驱动发动机22的各种控制信号。各种控制信号的示例包括：燃料喷射器126的驱动信号、调节节流阀124的位置的节流阀电动机（throttlemotor）136的驱动信号、集成了点火器的点火线圈138的控制信号、能够变更进气门128的打开/关闭正时的可变气门正时机构150的控制信号、调节EGR阀164的开度的步进电动机163的控制信号等等。发动机ECU24与HVECU70进行通信，发动机ECU24根据来自HVECU70的控制信号执行对发动机22的运转控制，并且，在需要的情况下，输出关于发动机22的运转状态的数据。发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器140的曲轴位置θcr计算曲轴26的旋转速度（即发动机22的旋转速度Ne）。发动机ECU24基于来自空气流量计148的进气量Qa和发动机22的旋转速度Ne来计算体积效率（每一循环实际引入的空气体积与发动机22的每一循环的活塞位移之比）KL。发动机ECU24基于进气门128的进气凸轮轴的由凸轮位置传感器144发送的凸轮角度θci相对于来自曲轴位置传感器140的曲轴转角θcr的角度（θci-θcr），来计算进气门128的打开/关闭正时VT。发动机ECU24基于来自爆震传感器159的爆震信号Ks的幅度和波形来计算指示爆震等级的爆震强度Kr。发动机ECU24基于来自空气流量计148的进气量Qa、来自EGR阀开度传感器165的EGR阀开度EV以及发动机22的旋转速度Ne来计算EGR比Regr。EGR比Regr是EGR量Vegr与发动机22的EGR量和进气量Qa之和的比。尽管图中未示出，但是电动机ECU40配置为主要由CPU形成的微处理器。除CPU之外，微处理器还包括：ROM，其存储处理程序；RAM，其暂时存储数据；输入/输出端口；以及通信端口。执行对电动机MG1、MG2的驱动控制所需的信号经由输入端口被输入到电动机ECU40。该信号的示例包括来自分别检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的旋转位置θm1、θm2、被馈送到电动机MG1、MG2并且被电流传感器（未示出）检测的相位电流，等等。逆变器41、42的切换元件（未示出）的切换控制信号等等经由输出端口从电动机ECU40输出。电动机ECU40与HVECU70进行通信，根据来自HVECU70的控制信号执行对电动机MG1、MG2的驱动控制，并且，在需要的情况下，将关于电动机MG1、MG2的运转状态的数据输出到HVECU70。电动机ECU40基于来自旋转位置检测传感器43、44的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2来计算电动机MG1、MG2的旋转角速度ωm1、ωm2和旋转速度Nm1、Nm2。尽管图中未示出，但是电池ECU52配置为主要由CPU形成的微处理器。除CPU之外，微处理器还包括：ROM，其存储处理程序；RAM，其暂时存储数据；输入/输出端口；以及通信端口。管理电池50所需的信号被输入到电池ECU52。该信号的示例包括：来自电压传感器51a的端电压Vb，电压传感器51a设置在电池50的端子之间；来自电流传感器51b的充电/放电电流Ib，电流传感器51b设置在连接到电池50的输出端子的电源线中；来自温度传感器51c的电池温度Tb，温度传感器51c安装在电池50上；等等。在需要的情况下，电池ECU52通过通信将关于电池50的状态的数据发送到HVECU70。为了管理电池50，电池ECU52基于由电流传感器51b所检测的充电/放电电流Ib的累计值来计算充电状态SOC，充电状态SOC是在那时能够从电池50中放电的电力的量相对于全部容量的百分比。电池ECU52基于所计算的充电状态SOC和电池温度Tb来计算输入/输出极限Win、Wout，输入/输出极限Win、Wout是能够允许的输入/输出电力。可以以能够允许的输入/输出电力对电池50充电或放电。电池ECU52基于电池温度Tb来设定输入/输出极限Win、Wout的基础值。电池ECU52基于电池50的充电状态SOC来设定输出极限校正系数和输入极限校正系数。电池ECU52通过将所设定的输入/输出极限Win、Wout的基础值乘以相应校正系数来设定电池50的输入/输出极限Win、Wout。充电器60经由继电器62连接到电源线54，电源线54将逆变器41、42连接到电池50。充电器60包括AC/DC变换器66和DC/DC变换器64。AC/DC变换器66将交流电变换成直流电，交流电由外部电源经由电源插头68供应。DC/DC变换器64变换来自AC/DC变换器66的直流电的电压，并且将直流电供应到电源线54。导航系统90包括主体92、GPS天线94以及触摸板显示器96。主体92包括控制单元，控制单元包括存储介质、输入/输出端口、通信端口、等等。存储介质是例如其中存储了地图信息等等的硬盘。GPS天线94接收关于汽车的当前位置的信息。显示器96显示诸如关于车辆的当前位置以及到达目的地的行驶路径的信息的各种信息项，并且允许操作者输入各种指令。服务信息（例如，旅游信息、停车区域等等）、对每个预定行驶段的道路信息（例如，交通信号之间的段、交叉点之间的段等等）等等被存储在数据库中的地图信息中。道路信息包含距离信息、宽度信息、区域信息（城市或郊区）、类别信息（一般道路、公路）、坡度信息、法定时速、交通信号的数量、等等。当操作者已经设定了目的地时，导航系统90基于地图信息、汽车的当前位置以及目的地来做出用于从汽车的当前位置到达目的地的行驶路径的检索。导航系统90将所找到的行驶路径输出到显示器96并且执行路径导向。HVECU70配置为主要由CPU72形成的微处理器。除CPU72之外，微处理器还包括：ROM74，其存储处理程序；RAM76，其暂时存储数据；快擦写存储器78，其存储并保留数据；输入/输出端口；以及通信端口。连接检测信号、点火信号、档位SP、加速器操作量Acc、制动踏板位置BP、车速V等等经由输入端口被输入到HVECU70。连接检测信号由连接检测传感器69发送，连接检测传感器69检测电力插头68到外部电源的连接。点火信号由点火开关80提供。档位SP由档位传感器82提供，档位传感器82检测换档杆81的操作位置。加速器操作量Acc由加速踏板位置传感器84提供，加速踏板位置传感器84检测加速踏板83的下压量。制动踏板位置BP由检测制动踏板85的下压量的制动踏板位置传感器86提供。车速V由车速传感器88提供。继电器62的开/关信号、DC/DC变换器64和AC/DC变换器66的控制信号等等经由输出端口从HVECU70输出。如上所述，HVECU70经由通信端口连接到发动机ECU24、电动机ECU40、电池ECU52以及导航系统90，并且与发动机ECU24、电动机ECU40、电池ECU52以及导航系统90交换各种控制信号和数据。根据实施例的这样配置的混合动力汽车20在混合动力行驶中（HV行驶）行驶，或者在电动行驶（EV行驶）中行驶，在混合动力行驶中汽车在发动机22运转的同时行驶，在电动行驶中汽车在发动机22的运转停止的同时行驶。当汽车以HV行驶模式行驶的同时激活了净化催化剂134a（当催化剂温度Tc高于或等于催化剂激活温度Tcref时），HVECU70设定所需转矩Tr*，所需转矩Tr*是汽车基于来自加速踏板位置传感器84的加速器操作量Acc和来自车速传感器88的车速V而行驶所需的转矩，通过将所设定的所需转矩Tr*乘以驱动轴36的旋转速度Nr（例如，通过将电动机MG2的旋转速度Nm2或车速V乘以变换因子得到的旋转速度）来计算汽车行驶所需的驱动功率Pdrv*，并且通过从所计算的驱动功率Pdrv*中减去基于电池50的充电状态SOC的电池50的充电/放电所需功率Pb*（当电池50放电时其为正值），来设定汽车所需的所需功率Pe*。HVECU70通过使用作为发动机22的旋转速度Ne与转矩Te之间的相互关系的操作线（例如，最佳燃料经济性操作线）来设定发动机22的目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*，在操作线处能够有效地输出来自发动机22的所需功率Pe*，HVECU70通过旋转速度反馈控制来设定电动机MG1的转矩命令Tm1*，使得发动机22的旋转速度Ne变成在电池50的输入/输出极限Win、Wout范围内的目标旋转速度Ne*，HVECU70通过从所需转矩Tr*中减去当以转矩命令Tm1*驱动电动机MG1时经由行星齿轮单元30作用在驱动轴36上的转矩来设定电动机MG2的转矩命令Tm2*，将所设定的目标旋转速度Ne*和所设定的目标转矩Te*发送到发动机ECU24，并且将所设定的转矩命令Tm1*、Tm2*发送到电动机ECU40。接收到目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*的发动机ECU24对发动机22执行进气量控制、燃料喷射控制、点火控制等等，使得发动机22以目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*运转。接收到转矩命令Tm1*、Tm2*的电动机ECU40对逆变器41、42的切换元件执行切换控制，使得电动机MG1、MG2分别以转矩命令Tm1*、Tm2*被驱动。通过这种控制，汽车通过将所需转矩Tr*（驱动功率Pdrv*）输出到驱动轴36而能够在电池50的输入/输出极限Win、Wout范围内行驶，同时使发动机22有效地运转。在汽车以这种HV行驶模式行驶的同时，当停止发动机22的条件（诸如当所需功率Pe*变得低于启动/停止阈值Pref时（稍后描述））满足时，汽车停止发动机22的运转并且以EV行驶模式行驶。当汽车以HV行驶模式行驶的同时净化催化剂134a未激活时（当催化剂温度Tc低于催化剂激活温度Tcref时），汽车持续以HV行驶模式行驶，直到激活了净化催化剂134a。当驱动功率Pdrv*低于或等于电池50的输出极限Wout时，HVECU70将催化剂暖机功率Pset设定为所需功率Pe*，设定发动机22的目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*以及电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*，并且将所设定的目标旋转速度Ne*、目标转矩Te*以及转矩命令Tm1*、Tm2*发送到发动机ECU24和电动机ECU40，就像在激活了净化催化剂134a的情况下一样。在这种情况下，发动机ECU24在点火控制中以比使发动机22有效运转的并且适于催化剂暖机的点火正时迟的点火正时执行点火。通过这种控制，能够执行催化剂暖机（在催化剂暖机操作点处操作发动机22）。另一方面，当驱动功率Pdrv*高于电池50的输出极限Wout时，HVECU70通过将驱动功率Pdrv*减去电池50的输出极限Wout获得的功率（Pdrv*-Wout）设定为所需功率Pe*，设定发动机22的目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*以及电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*，并且将所设定的目标旋转速度Ne*、目标转矩Te*以及转矩命令Tm1*、Tm2*发送到发动机ECU24和电动机ECU40，就像在激活了净化催化剂134a的情况下一样。通过控制，与在使用了所需功率Pe*（=Tr*·Nr-Pb*）（类似于当激活了净化催化剂134a时所需功率）的情况相比，能够抑制排放物的恶化。在汽车以EV行驶模式行驶的同时，HVECU70基于加速器操作量Acc和车速V来设定所需转矩Tr*，对电动机MG1的转矩命令Tm1*设定值“0”，设定电动机MG2的转矩命令Tm2*使得能够在电池50的输入/输出极限Win、Wout范围内将所需转矩Tr*输出到驱动轴36，并且将所设定的转矩命令Tm2*发送到电动机ECU40。接收到转矩命令Tm1*、Tm2*的电动机ECU40对逆变器41、42的切换元件执行切换控制，使得分别以转矩命令Tm1*、Tm2*驱动电动机MG1、MG2。通过这种控制，汽车通过在电池50的输入/输出极限Win、Wout范围内将所需转矩Tr*（驱动功率Pdrv*）输出到驱动轴36而能够在通过这种控制使发动机22停止运转的状态下行驶。在汽车以EV行驶模式行驶的同时，同样在汽车以HV行驶模式行驶的同时，当启动发动机22的条件满足时（诸如当所计算的所需功率Pe*变得高于或等于启动/停止阈值Pref时），汽车启动发动机22并且以HV行驶模式行驶。在根据实施例的混合动力汽车20中，当使得汽车在家里或在预设充电点处停止其系统，随后电源插头68连接到外部电源并且该连接已经被连接检测传感器69检测到时，HVECU70接通继电器62，并且通过控制DC/DC变换器64或AC/DC变换器66使用外部电源的电力将电池50充电至被确定为完全充电状态或略微低于完全充电状态的充电状态的预定充电状态（例如，80%、85%、90%，等等）。当系统在对电池50充电后已经启动时，除非驾驶员设定了目的地，否则HVECU70、发动机ECU24以及电动机ECU40使汽车以EV行驶优先模式行驶，在EV行驶优先模式中EV行驶优先于HV行驶而被执行，直到电池50的充电状态变成低于或等于阈值Shv（例如，20%、25%、30%，等等）为止，阈值Shv是被设定为使得电池50的充电状态SOC允许启动发动机22的值，并且在电池50的充电状态SOC变成低于或等于阈值Shv之后，HVECU70、发动机ECU24以及电动机ECU40使汽车以HV行驶优先模式行驶，在HV行驶优先模式中HV行驶优先于EV行驶而被执行。在实施例中，电池50的输出极限Wout被设定为用作以EV行驶优先模式行驶的时候的启动/停止阈值Pref，并且能够使发动机22有效运转的接近所需功率Pe*的下限值的值（足够低于输出极限Wout的值）被设定为用作以HV行驶优先模式行驶的时候的启动/停止阈值Pref。因此，致使发动机22在以EV行驶优先模式（造成汽车倾向于以EV行驶模式行驶）行驶的时候难以启动，并且致使发动机22以HV行驶优先模式（造成汽车倾向于以HV行驶模式行驶）行驶的时候难以停止。另外，在根据实施例的混合动力汽车20中，当已经由驾驶员设定了目的地时，HVECU70通过将导航系统90提供的到达目的地的行驶路径的每个行驶段确定为HV行驶优先段和EV行驶优先段中的一个来设定行驶计划，在HV行驶优先段，汽车以HV行驶优先模式行驶，在EV行驶优先段，汽车以EV行驶优先模式行驶。稍后将描述设定行驶计划的细节。HVECU70、发动机ECU24以及电动机ECU40使汽车根据行驶计划在HV行驶优先模式和EV行驶优先模式中的一种模式行驶。接下来，将描述根据实施例的这样配置的混合动力汽车20的操作以及在为到达目的地的行驶路径设定行驶计划的时候的操作。图3是示出根据实施例的由HVECU70执行的行驶计划设定程序的示例的图。在已经接收到来自导航系统90的到达目的地的行驶路径以及关于行驶路径的每个行驶段的地图信息（距离信息、坡度信息等等）时，执行该程序。当执行行驶计划设定程序时，HVECU70首先通过将行驶路径中的每个行驶段基于行驶负载而确定为HV行驶优先段和EV行驶优先段中的一个来为从当前位置到达目的地的行驶路径设定行驶计划，在HV行驶优先段，汽车以HV行驶优先模式行驶，在EV行驶优先段，汽车以EV行驶优先模式行驶（步骤S100）。在实施例中，行驶计划设定如下。对于具有低于或等于与电池50的输出极限Wout对应的预定负载的行驶负载的行驶段，将行驶段以行驶负载的升序确定为EV行驶优先段直到EV行驶优先段的总的所需能量达到电池50所存储的电能为止，并且将剩余的行驶段确定为HV行驶优先段。将在行驶段中具有高于预定负载的行驶负载的行驶段确定为HV行驶优先段。这里，行驶负载例如基于由导航系统90提供的每个行驶段的地图信息（诸如距离信息和坡度信息）被设定，使得当道路表面坡度相对于行驶方向像上坡路一样增加时，行驶负载增加。可以基于行驶负载在距离上的累计值、或行驶负载的均值与距离的乘积等等来设定每个行驶段的所需能量。此外，电池50的所存储的电能可以被设定为电池50的充电状态SOC与总容量的乘积。当以这样的方式设定了用于从当前位置到达目的地的行驶路径的行驶计划时，判定在所设定的行驶计划中是否存在HV行驶优先段（步骤S110、步骤S120）。当判定没有HV行驶优先段时，程序直接结束。在这样的情况下，当汽车开始行驶时，汽车以EV行驶优先模式驶向目的地。当在步骤S110、步骤S120中已经判定了存在HV行驶优先段时，设定行驶计划中作为初始HV行驶优先段的预定段作为催化剂暖机段（步骤S130），并且判定预定段的行驶负载高于预定负载还是低于或等于预定负载（步骤S140、步骤S150）。当已经判定预定段的行驶负载高于预定负载时，通过将在预定段之前的任一行驶段变更为HV行驶优先段来重新设定行驶计划（在下文中，该行驶段被称作所变更的段），并重新设定所变更的段用作催化剂暖机段（步骤S160），之后程序结束。这里，所变更的段可以是例如紧接在预定段之前的行驶段、或具有最低行驶负载的段，等等。现在假设在汽车以所设定的行驶计划开始驶向目的地的时候没有激活净化催化剂134a。这时，当此后第一次启动了发动机22时，预期地执行了催化剂暖机。然而，当在预定段第一次启动发动机22时，尽管没有激活净化催化剂134a，但是如上所述从发动机22中输出了一定级别的功率（Pdrv*-Wout），因此排放物并不是预期的。与之相比，在实施例中，通过将在预定段之前的任一行驶段（具有低于或等于预定负载的行驶负载的行驶段）变更为HV行驶优先段，能够在汽车行驶在所变更的段时（重新设定的催化剂暖机段）执行催化剂暖机，因此能够在汽车行驶在预定段的时候抑制排放物的恶化。当在步骤S140、S150中已经确定了预定段的行驶负载低于或等于预定负载时，程序直接结束。因此，能够减少重新设定行驶计划的次数（HVECU70的处理负荷）。在这种情况下，当汽车行驶在预定段时执行催化剂暖机。图4和图5是示出从当前位置到达目的地的行驶路径中的行驶负载和行驶计划的示例的图。在图4和图5中，通过将从当前位置到达目的地的行驶段1至7中的每一段确定为EV行驶优先段和HV行驶优先段中的一个来设定行驶计划。在图4中，首先，如行驶计划所示（在重新设定之前），对于具有低于预定负载的行驶负载的行驶段1至3,、5至7，将行驶段1、2、3、7、6以行驶负载的升序确定为EV行驶优先段，将行驶段5确定为HV行驶优先段，将具有高于预定负载的行驶负载（行驶段的平均值）的行驶段4确定为HV行驶优先段，从而设定行驶计划，并且将行驶段4设定为用作催化剂暖机段。在这样设定的行驶计划中（在重新设定之前），作为初始HV行驶优先段（预定段）的行驶段4的行驶负载高于预定负载。因此，如行驶计划所示（在重新设定之后），通过将行驶段4之前的行驶段3变更为HV行驶优先段重新设定行驶计划，并且重新设定行驶段3用于催化剂暖机段。从而，能够在汽车行驶在行驶段3的时候执行催化剂暖机，因此能够抑制在汽车行驶在行驶段4的时候的排放物恶化。如行驶计划所示（在重新设定之后），通过将行驶段3从EV行驶优先段变更为HV行驶优先段，EV行驶优先段的总的所需能量减少了，因此在重新设定行驶计划的时候将行驶段5变更为EV行驶优先段。从而，能够抑制EV行驶中的行驶距离的减少。不将行驶段5从HV行驶优先段变更为EV行驶优先段也是适用的。在图5中，如行驶计划所示，对于具有低于预定负载的行驶负载的行驶段1至6，将行驶段1、2、3、6、5以行驶负载的升序确定为EV行驶优先段并且将行驶段4确定为HV行驶优先段，并且将具有高于预定负载的行驶负载（行驶段的平均值）的行驶段7确定为HV行驶优先段，从而设定行驶计划，并且将行驶段4设定为用于催化剂暖机段。在这样设定的行驶计划中，由于作为初始HV行驶优先段（预定段）的行驶段4的行驶负载低于或等于预定负载，因此不重新设定行驶计划和催化剂暖机段。从而，能够减少重新设定行驶计划的次数（HVECU70的处理负荷）。由于在行驶段4中的行驶负载低于或等于预定负载，因此能够推测如果在汽车行驶在行驶段4的时候执行催化剂暖机，则排放物不太可能恶化。借助根据实施例的上述混合动力汽车20，通过基于行驶负载来将到达目的地的行驶路径中的每个行驶段确定为HV行驶优先段和EV行驶优先段中的一个以设定行驶计划，并且将初始HV行驶优先段（预定段）设定为催化剂暖机段。当预定段的行驶负载高于预定负载时，通过将任一在前的行驶段（EV行驶优先段）变更为HV行驶优先段重新设定行驶计划，并重新设定所变更的段用作催化剂暖机段。当预定段的行驶负载低于或等于预定行驶负载时，不重新设定行驶计划和催化剂暖机段。因此，能够抑制排放物恶化，并且能够减少重新设定行驶计划的次数（HVECU70的处理负荷）。在根据实施例的混合动力汽车20中，尽管未具体描述，但是当汽车行驶在催化剂暖机段时可以限制驱动功率Pdrv*。图6是示出根据实施例的由HVECU70执行的催化剂暖机段驱动功率重新设定程序的示例的流程图。当汽车行驶在催化剂暖机段时重复执行该程序。当执行了催化剂暖机段驱动功率重新设定程序时，HVECU70首先输入诸如来自加速踏板位置传感器84的加速器操作量Acc、电池50的输出极限Wout以及驱动功率Pdrv*的数据（步骤S200）。这里，对于电池50的输出极限Wout，基于充电状态SOC和电池温度Tb设定的值是经由通信从电池ECU52输入。对于驱动功率Pdrv*，输入了在汽车行驶在HV行驶的时候设定的上述值，具体为，通过将所需转矩Tr*乘以驱动轴36的旋转速度Nr来获得的值。当以这种方式输入数据时，将加速器操作量Acc与阈值Aref进行比较（步骤S210）。这里，阈值Aref用于判定驾驶员是否要求快速加速，并且可以是例如85%、90%或95%等等。当加速器操作量小于或等于阈值Aref时，判定驾驶员不要求快速加速，并且在将在步骤S200中输入的驱动功率Pdrv*的上限值设定为电池50的输出极限Wout的同时重新设定驱动功率Pdrv*（步骤S220），之后程序结束。从而，当未激活净化催化剂134a时，能够停止或中断催化剂暖机（发动机22在催化剂暖机操作点处的操作），因此能够抑制排放物恶化。当加速器操作量Acc大于阈值Aref时，判定驾驶员要求快速加速，并且程序直接结束，而不重新设定驱动功率Pdrv*。从而，能够处理驾驶员对快速加速的要求。借助根据替代实施例的上述混合动力汽车20，在当前行驶段是催化剂暖机段时，驱动功率Pdrv*大体上被限制为在或低于电池50的输出极限Wout。因此，当未激活净化催化剂134a时，能够抑制停止或中断催化剂暖机（发动机22在催化剂暖机操作点处的操作），因此能够抑制排放物恶化。当加速器操作量Acc大于阈值Aref时，驱动功率Pdrv*不被限制为在或低于电池50的输出极限Wout处，因此能够处理驾驶员对快速加速的要求。在根据该替代实施例的混合动力汽车20中，在当前行驶段是催化剂暖机段的情况下，当加速器操作量Acc小于或等于阈值Aref时，驱动功率Pdrv*被限制为在电池50的输出极限Wout或低于电池50的输出极限Wout；而当加速器操作量Acc大于阈值Aref时，驱动功率Pdrv*不被限制为在电池50的输出极限Wout处或低于电池50的输出极限Wout。可替换地，驱动功率Pdrv*可以与加速器操作量Acc无关地被限制为在电池50的输出极限Wout处或低于电池50的输出极限Wout。在根据实施例的混合动力汽车20中，在当汽车行驶在HV行驶的同时未激活净化催化剂134a的情况下，当驱动功率Pdrv*低于或等于电池50的输出极限Wout时，催化剂暖机功率Pset被设定为用作所需功率Pe*；而当驱动功率Pdrv*高于电池50的输出极限Wout时，功率（Pdrv*-Wout）被设定为用作所需功率Pe*。可替换地，当汽车行驶在催化剂暖机段时，电池50的输出极限Wout的值可以高于在汽车行驶在另一行驶段的时候的值（基于充电状态SOC和电池温度Tb的值）。从而，当未激活净化催化剂134a时，能够抑制停止或中断催化剂暖机（发动机22在催化剂暖机操作点处的操作），因此能够抑制排放物恶化。在根据实施例的混合动力汽车20中，在设定行驶计划方面（重新设定之前），对于具有低于或等于预定负载的行驶负载的行驶段，将行驶段以行驶负载的升序确定为EV行驶优先段直到EV行驶优先段的总所需能量达到电池50的所存储的电能为止，并且将剩余行驶段确定为HV行驶优先段。可替换地，将行驶段以距离的降序确定为EV行驶优先段直到EV行驶优先段的总所需能量达到电池50的所存储的电能为止，并且将剩余行驶段确定为HV行驶优先段。可替换地，可以将达到EV行驶优先段的总所需能量小于或等于电池50的所存储的电能这一条件与最大化EV行驶优先段的距离这一条件的组合的行驶段确定为EV行驶优先段，并且可以将未包含在达到上述组合条件的这些行驶段中的行驶段确定为HV行驶优先段。在根据实施例的混合动力汽车20中，将来自电动机MG2的动力输出到与驱动轮38a、38b连接的驱动轴36。可替换地，如根据图7所示的替换实施例的混合动力汽车120所示，来自电动机MG2的动力可以输出到与连接到驱动轴36的车桥（连接到驱动轮38a、38b的车桥）不同的车桥（图7中连接到车轮39a、39b的车桥）。在根据实施例的混合动力汽车20中，将来自发动机22的动力经由行星齿轮单元30输出到与驱动轮38a、38b连接的驱动轴36。可替换地，根据图8所示的替换实施例的混合动力汽车220所示，可以设置双转子电动机230。双转子电动机230包括连接到发动机22的曲轴的内转子232和连接到驱动轴36的外转子234，驱动轴36连接到驱动轮38a、38b，双转子电动机230将来自发动机22的部分动力传递到驱动轴36并且将剩余动力转换成电力。在根据实施例的混合动力汽车20中，将来自发动机22的动力经由行星齿轮单元30输出到与驱动轮38a、38b连接的驱动轴36，并且将来自电动机MG2的动力输出到驱动轴36。可替换地，如根据图9所示的替换实施例的混合动力汽车320所示，电动机MG可以经由变速箱330连接到与驱动轮38a、38b连接的驱动轴36，发动机22可以经由离合器329连接到电动机MG的旋转轴，可以将来自发动机22的动力经由电动机MG的旋转轴和变速箱330输出到驱动轴36，并且可以将来自电动机MG的动力经由变速箱330输出到驱动轴。可替换地，如根据图10所示替换实施例的混合动力汽车420所示，可以将来自发动机22的电力经由变速箱430输出到与驱动轮38a、38b连接的驱动轴36，并且将来自电动机MG的动力输出到与连接到驱动轮38a、38b的车桥不同的车桥（图10所示的连接到车轮39a、39b的车桥）。将描述根据实施例的主要元件以及发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系。在实施例中，发动机22对应于“发动机”，电动机MG2对应于“电动机”，电池50对应于“电池”，导航系统90对应于“导航系统”，执行图3所示的行驶计划设定程序的HVECU70对应于“控制器”，HVECU70、发动机ECU24以及电动机ECU40也对应于“控制器”。在行驶计划设定程序中，HVECU70通过基于行驶负载将到达目的地的行驶路径中的每个行驶段确定为HV行驶优先段和EV行驶优先段中的一个来设定行驶计划，HVECU70设定初始HV行驶优先段（预定段）用作催化剂暖机段，当预定段的行驶负载高于预定负载时，通过将在前的行驶段（EV行驶优先段）中的任意一个变更为HV行驶优先段来重新设定行驶计划并且重新设定所变更的段用作催化剂暖机段，并且当预定段的行驶负载低于或等于预定负载时，不重新设定行驶计划或催化剂暖机段。HVECU70设定发动机22的目标旋转速度Ne*、发动机22的目标转矩Te*以及电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*，使得汽车根据行驶计划来行驶，并且HVECU70将目标旋转速度Ne*、目标转矩Te*以及转矩命令Tm1*、Tm2*发送到发动机ECU24和电动机ECU40。发动机ECU24基于来自HVECU70的目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*来控制发动机22。电动机ECU40基于来自HVECU70的转矩命令Tm1*、Tm2*来控制电动机MG1、MG2。这里，“发动机”不限制为使用作为燃料的汽油或轻油等等来输出动力的发动机22，并且只要发动机能够输出驱动功率并且对其安装了排气系统中的包含净化排气的净化催化剂的净化装置，“发动机”可以是任何类型的发动机。“电动机”不限制为配置为同步发电电动机的电动机MG2，并且只要电动机能够输出驱动功率，“电动机”可以是诸如感应电动机的任何类型的电动机。“电池”不限制为配置为锂离子二次电池的电池50，并且只要电池能够与电动机交换电力，“电池”可以是诸如镍氢二次电池、镍镉二次电池的任何类型的电池。“导航系统”不限制为导航系统90，并且只要导航系统设定到达目的地的导航路径并且执行路径导向，“导航系统”可以配置为任何类型的导航系统。“控制器”不限制于这样的控制器，该控制器为通过基于行驶负载将到达目的地的行驶路径中的每个行驶段确定为HV行驶优先段和EV行驶优先段之一来设定行驶计划、设定初始HV行驶优先段（预定段）用作催化剂暖机段、当预定段的行驶负载高于预定负载时通过将任一在前的行驶段（EV行驶优先段）变更为HV行驶优先段并重新设定所变更的段用作催化剂暖机段来重新设定行驶计划、并且当预定段的行驶负载低于或等于预定行驶负载时不重新设定行驶计划和催化剂暖机段。只要“控制器”通过基于行驶负载将由导航系统提供的到达目的地的行驶路径中的每个行驶段确定为HV行驶优先段和EV行驶优先段之一来设定行驶计划、设定行驶计划中作为初始HV行驶优先段的预定段用作催化剂暖机段、当预定段的行驶负载高于与电池的输出极限对于的预定负载时，通过将预定段之前的任一个EV行驶优先段变更为HV行驶优先段并重新设定所变更的段用作催化剂暖机段来重新设定行驶计划、并且当预定段的行驶负载低于或等于预定负载时不重新设定行驶计划和催化剂暖机段，“控制器”可以是任何类型的控制器。在HV行驶优先段，HV行驶优先于EV行驶执行，在HV行驶中，汽车在发动机运转的同时行驶，在EV行驶中，汽车在发动机停止的同时行驶。在EV行驶优先段，EV行驶优先于HV行驶执行。“控制器”不限于配置为HVECU70、发动机ECU24以及电动机ECU40的组合的控制器，并且可以配置为单个电子控制模块。“控制器”不限于通过设定发动机22的目标旋转速度Ne*和目标转矩Te*以及电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*来控制发动机22和电动机MG1、MG2。只要“控制器”控制发动机和电动机使得当汽车以根据行驶计划的驱动功率行驶并且行驶在催化剂暖机段时使净化催化剂暖机，“控制器”可以是任何类型。由于实施例是用于具体说明在发明内容中描述的本发明的实施例的一个示例，因此根据实施例的主要元件和在发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系不限制在发明内容中描述的本发明的元件。即，在发明内容中描述的本发明应当基于在那部分中的描述来解释，并且实施例仅是在发明内容中描述的发明的一个具体示例。使用实施例描述了用于执行本发明的模式；然而，本发明不限于上述实施例，并且，当然，不背离本发明范围的多种修改是适用的。本发明能够用于例如用于混合动力汽车的制造工业。