JP2004285908A - ハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パティキュレートフィルタを効率的に再生すると共にエンジンの熱効率を向上させるハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法を提供する。
【解決手段】パティキュレートフィルタ１０の床温を判別してハイブリッド制御の状態マップを選択し、前記状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジン１の運転状態によるエンジン１の排気温度を用いてパティキュレートの床温を制御する。これにより、パティキュレートフィルタ１０でのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタ１０を効率的に再生することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】パティキュレートフィルタ１０の床温を判別してハイブリッド制御の状態マップを選択し、前記状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジン１の運転状態によるエンジン１の排気温度を用いてパティキュレートの床温を制御する。これにより、パティキュレートフィルタ１０でのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタ１０を効率的に再生することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハイブリッドシステムは、図６に示す如くエンジン１に、三相交流機等の発電機兼用モータ２を直結し、発電機兼用モータ２にはトランスミッション３を介して車輪（図示せず）を接続し、発電機兼用モータ２には、エンジン始動、トルクアシスト、発電、エネルギー回生、リターダ等を制御し得るインバータ４を接続している。
【０００３】
インバータ４は、電源及びエネルギ源となるバッテリ５と、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を成す制御装置６と、エンジン回転数を回転信号として検出する回転センサ７と、エンジン１を回転させるスタータスイッチ（図示せず）と、リターダ（図示せず）が接続されており、制御装置６は、エンジン１の負荷状態をアクセル開度信号として検出するアクセルセンサ８が接続されると共に、エンジン１の各気筒に燃料の噴射するエンジン１の燃料噴射装置９に燃料噴射信号を与えるように構成されている。ここで、前記燃料噴射装置９は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が燃料噴射信号により適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。
【０００４】
ハイブリッドシステムでエンジン１を始動させる際（エンジン始動時）には、インバータ４が、スタータスイッチ（図示せず）のスタート信号を受けることにより、バッテリ５から発電機兼用モータ２へ電流を流すよう制御してエンジン１をクランキングさせ、続いて、回転センサ７の回転信号を受けることにより、アイドル回転数までエンジン１の回転を上昇させてエンジン１を始動させている。
【０００５】
ハイブリッドシステムで車両を発進、加速させる際（トルクアシスト時）には、インバータ４が、回転センサ７の回転信号と、アクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、バッテリ５から発電機兼用モータ２へ電流を流すよう制御し、発電機兼用モータ２をモータとして作動させてエンジン１の駆動を補助している。
【０００６】
ハイブリッドシステムでアクセルを踏み込んで車両を一定走行させる際（発電時）には、インバータ４が、回転センサ７の回転信号と、アクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、発電機兼用モータ２への電流を制御して発電機兼用モータ２を発電機として作動させている。アクセルを離した際（エネルギー回生時）には、同様に、インバータ４が、回転センサ７の回転信号と、制御装置６を介するアクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、発電機兼用モータ２への電流を制御して発電機兼用モータ２を大容量の発電機として作動させ、発電機兼用モータ２からバッテリ５を充電している。車両の速度を低減させる際（リターダ時）には、インバータ４が、クラッチ（図示せず）のクラッチスイッチ信号と、制御装置６を介するアクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、発電機兼用モータ２への電流を制御して発電機兼用モータ２をリターダブレーキ及び大容量の発電機として作動させている。なお、アクセルを踏み込んで車両を一定走行させる際（発電時）や車両の速度を低減させる際（リターダ時）は、アクセルを離した際（エネルギー回生時）と同様に、バッテリ５を充電するエネルギー回生時としてもよい。
【０００７】
ここで、インバータ４、発電機兼用モータ２等のハイブリッドシステムと共に駆動するエンジン１は、インバータ４の制御と連動するよう制御手段から指令を受けた燃料噴射装置９により、各気筒にメイン燃料が制御噴射されて車両走行時の状態に対応している。
【０００８】
一方、ディーゼルエンジン等のエンジン１は、駆動によりパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）を排出するため、排ガスが流通する排気管の途中に、図７、図８に示す如く、パティキュレートフィルタ１０を装備するものがある。
【０００９】
パティキュレートフィルタ１０は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路１１の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路１１については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁１２を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。ここで、パティキュレートとは、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものである。
【００１０】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁１２の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ１０の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０の実用化が進められている。
【００１１】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【００１２】
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタ１０の再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタ１０が過捕集状態に陥る虞れがあり、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタ１０より上流側の排気ガス中に二次の燃料を添加してパティキュレートフィルタ１０の強制再生を行うことが考えられている。つまり、パティキュレートフィルタ１０より上流側で二次の燃料を添加すれば、その添加された二次の燃料がパティキュレートフィルタ１０の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタ１０の再生化が図られることになる。
【００１３】
一方、排気温度の非常に高い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも多少捕集量が上まわってもパティキュレートが燃やし尽くされるが、このような非常に高い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタ１０の触媒が劣化してしまうので、排気温度の低下時にパティキュレートフィルタ１０の再生ができなくなる虞れがあり、排気温度が非常に高い段階になった時点で強制的に温度を低下させることが考えられている。
【００１４】
ここで、ハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法に関連する先行技術文献としては、下記の特許文献１等が既に存在している。
【００１５】
【特許文献１】
特開平６−４８２２２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハイブリッドシステムとパティキュレートフィルタ１０を組み合せると、ハイブリッドシステムがメインで駆動した際にはエンジン１の熱効率が向上するため、エンジン１の排気温度が低下して排気温度の非常に低い運転領域になり、二次の燃料を添加してもパティキュレートフィルタ１０の再生ができないという問題があった。又、パティキュレートフィルタ１０の再生がメインで駆動した際には、車両走行と関係なくエンジン１の排気温度を高めてパティキュレートフィルタ１０を再生するため、エンジン１の熱効率が悪く、ハイブリッドシステムを十分に活用することができないという問題があった。
【００１７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタを効率的に再生すると共にエンジンの熱効率を向上させるハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、パティキュレートフィルタの床温を判別してハイブリッド制御の状態マップを選択し、前記状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によるエンジンの排気温度を用いてパティキュレートの床温を制御することを特徴とするハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００１９】
本発明の請求項２は、エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加する請求項１記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２０】
本発明の請求項３は、パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別する請求項１又は２記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２１】
本発明の請求項４は、パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度より大きい場合には、トルクアシスト領域を基準範囲にし且つエネルギー回生領域を基準範囲にした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を維持する請求項１、２又は３記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２２】
本発明の請求項５は、パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より大きい場合には、トルクアシスト領域を大きくし且つエネルギー回生領域を小さくした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を下降させる請求項１、２、３又は４記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２３】
本発明の請求項６は、パティキュレートフィルタの床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい場合には、トルクアシスト領域を小さくし且つエネルギー回生領域を大きくした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を上昇させる請求項１、２、３又は４記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２４】
パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度より大きい場合には、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域が基準範囲の状態マップを選択し、状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によってエンジンの負荷を維持し、エンジンの排気温度を維持させる。又、パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より大きい場合には、トルクアシスト領域が大きい状態マップを選択し、状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によってエンジンの負荷を低減し、エンジンの排気温度を下降させる。更に、パティキュレートフィルタの床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい場合には、エネルギー回生領域が大きい状態マップを選択し、状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によってエンジンに負荷を与え、エンジンの排気温度を上昇させる。
【００２５】
このように、請求項１、請求項４、請求項５、請求項６のいずれかによれば、ハイブリッド制御の状態マップを選択してエンジンの負荷を調整することにより、エンジンの排気温度を変えてパティキュレートの床温を制御するので、パティキュレートフィルタでのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタを効率的に再生することができる。又、ハイブリッド制御の状態マップを選択して状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域によりエンジンの負荷の調整をするので、パティキュレートフィルタを再生するエンジンの駆動をハイブリッドシステムで好適に利用し、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項２に示す如く、エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加すると、燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられて排気温度の低い運転領域でもパティキュレートが燃やし尽くされるので、パティキュレートフィルタの再生化し得る排気温度を広げると共に、状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域の範囲を広げ、結果的に、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を一層向上させることができる。
【００２７】
請求項３に示す如く、パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別すると、再生要求に伴ってパティキュレートを好適に再生し得るので、パティキュレートフィルタを一層効率的に再生することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図６〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３０】
本形態例のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法に用いられる装置は、従来例と略同じ構成のハイブリッドシステムに、パティキュレートフィルタ１０を用いる排気浄化装置を備えている。
【００３１】
排気浄化装置は、図１に示す如く、自動車のディーゼルエンジン等のエンジン（内燃機関）１から排気マニホールド１３を介して排出された排気ガスが流通している排気管１４のマフラ１５内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を収容させており、該パティキュレートフィルタ１０を抱持するフィルタケース１６がマフラ１５の外筒を成すようになっている。
【００３２】
フィルタケース１６の出口パイプ１７には、排気ガスの温度を計測するための温度センサ１８が装備され、該温度センサ１８の検出信号が制御装置６に対し入力されるようになっている。
【００３３】
制御装置６には、エンジン１の負荷状態をアクセル開度信号として検出するアクセルセンサ８が接続されると共に、エンジン１の回転数を回転信号として検出する回転センサ７が接続されており、又、ハイブリッドシステムのインバータ４に指令信号を与えるよう接続されると共に、エンジン１の燃料噴射装置９に燃料噴射信号を与えるように構成されている。更に、制御装置６には、制御のフローチャートがプログラミングされると共に、フローチャートによって切り換わる第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップが入力されている。
【００３４】
第一から第三の状態マップは、図３〜図５に示す如く、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするトルクアシスト領域と、ハイブリッドシステムでバッテリ５を充電するエネルギー回生領域とを定め、夫々、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによってどの領域に位置するのかを決定し得るようにしている。ここで、夫々の状態マップにおいて、トルクアシスト領域は、エンジン回転数全域にわたって要求トルクの高い範囲に位置し、エネルギー回生領域は、エンジン回転数全域にわたって要求トルクの低い範囲に位置し、トルクアシスト領域とエネルギー回生領域の間に位置する部分の領域は、エンジンの通常の運転状態を維持する通常領域である。又、夫々の状態マップを比較すると、第一の状態マップは、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を基準範囲にし、第二の状態マップは、トルクアシスト領域を第一の状態マップの基準範囲より大きい範囲にすると共にエネルギー回生領域を第一の状態マップの基準範囲より小さい範囲にし、第三の状態マップは、トルクアシスト領域を第一の状態マップの基準範囲より小さい範囲にすると共にエネルギー回生領域を第一の状態マップの基準範囲より大きい範囲にしている。なお、トルクアシスト領域の上部に示す曲線は、上限を示すフルトルクの曲線を示している。
【００３５】
一方、制御装置６に接続される燃料噴射装置９は、従来例と略同様に、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が燃料噴射信号により適宜に開弁制御され二次の燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。ここで、請求項２に含まれる二次の燃料を添加する他の手段としては、シリンダヘッド内の排気ポートから排気管にかけての排気流路中における何れかの場所に燃料添加用のインジェクタを別途配設し、このインジェクタにより二次の燃料を排気ガス中に添加するようにしても良い。
【００３６】
以下、本発明を実施する形態例の作用を説明する。
【００３７】
本形態例において車両の走行中にパティキュレートフィルタ１０を再生する際には、図２に示すフローチャートの手順で処理されており、初めに制御装置（ＥＣＵ）６はパティキュレートフィルタ１０中のパティキュレートの堆積量や排圧等のデータからパティキュレートフィルタ１０の再生が必要かどうか判断する（ＤＰＦ再生要求）。パティキュレートフィルタ１０の再生が不要の場合には、ハイブリッドシステムは従来例と略同様な制御を行い、エンジン１の熱効率を向上させる。一方、パティキュレートフィルタ１０の再生が必要な場合には、パティキュレートフィルタ１０の床温を判別する第一段階へ移行する。
【００３８】
次に、第一段階では、温度センサ１８の検出信号により、パティキュレートフィルタ１０の床温が、触媒劣化の温度Ｔ２より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度Ｔ１より大きい範囲（Ｔ１≦ＤＰＦ床温＜Ｔ２）に該当するかどうかを判別し、前記範囲に該当する場合には、ハイブリッドシステムの第一の状態マップを選択し、前記範囲に該当しない場合には、パティキュレートフィルタ１０の床温を更に判別する第二段階へ移行する。
【００３９】
続いて、第二段階では、温度センサ１８の検出信号により、パティキュレートフィルタ１０の床温が触媒劣化の温度Ｔ２より大きい範囲（ＤＰＦ床温≧Ｔ２）に該当するかどうかを判別し、前記範囲に該当する場合には、ハイブリッドシステムの第二の状態マップを選択し、前記範囲に該当しない場合には、二次の燃料噴射の必要温度Ｔ１より小さい範囲（ＤＰＦ床温＜Ｔ１）に該当するとして第三の状態マップを選択する。
【００４０】
パティキュレートフィルタ１０の床温の判別により第一の状態マップが選択された際には、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによって、エンジンの制御が、トルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域のどの範囲になるかを決定し、エンジンの動作としてメイン燃料を噴射し、且つハイブリッド制御を作用させる。ここで、トルクアシスト領域もしくはエネルギー回生領域の場合には、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするか、もしくはバッテリ５を充電する。これにより、パティキュレートフィルタ１０の床温が、触媒劣化の温度Ｔ２より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度Ｔ１より大きい範囲（Ｔ１≦ＤＰＦ床温＜Ｔ２）の場合には、第一の状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を基準範囲として、トルクアシスト及び回生を適宜行い、ハイブリッド制御を作用させたエンジン１の負荷により排気温度を維持し、パティキュレートフィルタ１０の再生を行う。
【００４１】
又、パティキュレートフィルタ１０の再生を補助するよう排気ガス中への二次の燃料噴射は、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングで行われており、この二次の燃料噴射により排気ガス中に未燃の燃料（主としてＨＣ：炭化水素）が添加されてパティキュレートフィルタ１０表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ１０内のパティキュレートを自然燃焼させる。ここで、気筒内に二次の燃料の噴射（ポスト噴射）をする際に、高負荷の状態にあると、二次の燃料が燃焼してしまうため、第一の状態マップでは、二次の燃料の燃焼を防止するようトルクアシスト領域が作用しており、気筒内への二次の燃料の噴射を好適に為し得るようにしている。一方、二次の燃料を、パティキュレートフィルタ１０より上流側で排気ガス中に添加するよう、気筒外で添加する際には、高負荷の状態にあっても、二次の燃料が燃焼することはないため、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を適宜設定している。
【００４２】
パティキュレートフィルタ１０の床温の判別により第二の状態マップが選択された際には、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによって、エンジンの制御が、トルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域のどの範囲になるかを決定し、エンジンの動作としてメイン燃料を噴射し、且つハイブリッド制御を作用させる。ここで、トルクアシスト領域もしくはエネルギー回生領域の場合には、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするか、もしくはバッテリ５を充電しており、第二の状態マップでは、第一の状態マップの基準範囲よりトルクアシスト領域が大きいため、ハイブリッドシステムで主にエンジン１をトルクアシストする。これにより、パティキュレートフィルタ１０の床温が、触媒劣化の温度Ｔ２より大きい範囲（ＤＰＦ床温≧Ｔ２）の場合には、第二の状態マップのトルクアシスト領域によって、ハイブリッドシステムで積極的にエンジン１をアシストしてエンジン１の負荷を低減し、エンジン１の排気温度を下降させてパティキュレートフィルタ１０の再生を行う好適な温度にする。
【００４３】
又、パティキュレートフィルタ１０の再生を補助するよう排気ガス中への二次の燃料噴射は、必要に応じて、第一の状態マップの場合と略同様なタイミングで行われており、同様にパティキュレートフィルタ１０内のパティキュレートを燃焼させる。ここで、気筒内及び気筒外に二次の燃料の噴射（ポスト噴射）をする際には、トルクアシストによりエンジン１内の温度及び排気温度が下がってから添加することが好ましい。
【００４４】
パティキュレートフィルタ１０の床温の判別により第三の状態マップが選択された際には、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによって、エンジンの制御が、トルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域のどの範囲になるかを決定し、エンジンの動作としてメイン燃料を噴射し、且つハイブリッド制御を作用させる。ここで、トルクアシスト領域もしくはエネルギー回生領域の場合には、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするか、もしくはバッテリ５を充電しており、第三の状態マップでは、第一の状態マップの基準範囲よりエネルギー回生領域が大きいため、ハイブリッドシステムで主にバッテリ５を充電する。これにより、パティキュレートフィルタ１０の床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい範囲（ＤＰＦ床温＜Ｔ１）の場合には、第三の状態マップのエネルギー回生領域によって、ハイブリッドシステムで積極的にバッテリ５を充電するようエンジン１に負荷を与え、エンジン１の排気温度を上昇させてパティキュレートフィルタ１０の再生を行う好適な温度にする。
【００４５】
又、パティキュレートフィルタ１０の再生を補助するよう排気ガス中への二次の燃料噴射は、必要に応じて、第一の状態マップの場合と略同様なタイミングで行われており、同様にパティキュレートフィルタ１０内のパティキュレートを燃焼させる。ここで、気筒内及び気筒外に二次の燃料の噴射（ポスト噴射）をする際には、エネルギー回生によりエンジン１内の温度及び排気温度を上げてから添加することが好ましい。
【００４６】
第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップ及びハイブリッドシステム通常制御が完了した後には、フローチャートが一端終了し、再度スタートに戻って同様な処理を繰り返す。
【００４７】
従って、本形態例によれば、第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップを選択してハイブリッド制御のトルクアシスト及びエネルギー回生によりエンジン１の負荷を調整し、エンジン１からの排気温度を変えてパティキュレートの床温を制御するので、パティキュレートフィルタ１０でのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタ１０を効率的に再生することができる。又、第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップを選択して状態マップのトルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域によりエンジン１の負荷の調整をするので、パティキュレートフィルタ１０を再生するエンジン１の駆動をハイブリッドシステムで好適に利用し、パティキュレートフィルタ１０の再生と同時にエンジン１の熱効率を向上させることができる。
【００４８】
エンジン１の燃焼の際に、エンジン１の圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加すると、燃料がパティキュレートフィルタ１０の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられて排気温度の低い運転領域でもパティキュレートが燃やし尽くされるので、パティキュレートフィルタ１０の再生化し得る排気温度を広げると共に、第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態のトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を広げ、結果的に、パティキュレートフィルタ１０の再生と同時にエンジン１の熱効率を一層向上させることができる。
【００４９】
パティキュレートフィルタ１０の再生要求を判断してパティキュレートフィルタ１０の床温を判別すると、再生要求に伴ってパティキュレートを好適に再生し得るので、パティキュレートフィルタ１０を一層効率的に再生することができる。
【００５０】
尚、本発明のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、具体的に実施する場合の制御手順は図２のフローチャートに限定されるものでなく、パティキュレートフィルタの床温を判別する第一段階及び第二段階を逆の順序で処理してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】
上記した本発明のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５２】
（１）請求項１、請求項４、請求項５、請求項６のいずれかによれば、ハイブリッド制御の状態マップを選択してエンジンの負荷を調整することにより、エンジンの排気温度を変えてパティキュレートの床温を制御するので、パティキュレートフィルタでのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタを効率的に再生することができる。又、ハイブリッド制御の状態マップを選択して状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域によりエンジンの負荷の調整をするので、パティキュレートフィルタを再生するエンジンの駆動をハイブリッドシステムで好適に利用し、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を向上させることができる。
【００５３】
（２）請求項２に示す如く、エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加すると、燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられて排気温度の低い運転領域でもパティキュレートが燃やし尽くされるので、パティキュレートフィルタの再生化し得る排気温度を広げると共に、状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域の範囲を広げ、結果的に、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を一層向上させることができる。
【００５４】
（３）請求項３に示す如く、パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別すると、再生要求に伴ってパティキュレートを好適に再生し得るので、パティキュレートフィルタを一層効率的に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】第一の状態マップを示す概念図である。
【図４】第二の状態マップを示す概念図である。
【図５】第三の状態マップを示す概念図である。
【図６】ハイブリッドシステムを示す概略図である。
【図７】パティキュレートフィルタの詳細を示す斜視図である。
【図８】パティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン
１０ パティキュレートフィルタ
Ｔ１ 触媒の劣化が進行する温度
Ｔ２ 燃料添加に必要な温度
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハイブリッドシステムは、図６に示す如くエンジン１に、三相交流機等の発電機兼用モータ２を直結し、発電機兼用モータ２にはトランスミッション３を介して車輪（図示せず）を接続し、発電機兼用モータ２には、エンジン始動、トルクアシスト、発電、エネルギー回生、リターダ等を制御し得るインバータ４を接続している。
【０００３】
インバータ４は、電源及びエネルギ源となるバッテリ５と、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を成す制御装置６と、エンジン回転数を回転信号として検出する回転センサ７と、エンジン１を回転させるスタータスイッチ（図示せず）と、リターダ（図示せず）が接続されており、制御装置６は、エンジン１の負荷状態をアクセル開度信号として検出するアクセルセンサ８が接続されると共に、エンジン１の各気筒に燃料の噴射するエンジン１の燃料噴射装置９に燃料噴射信号を与えるように構成されている。ここで、前記燃料噴射装置９は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が燃料噴射信号により適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。
【０００４】
ハイブリッドシステムでエンジン１を始動させる際（エンジン始動時）には、インバータ４が、スタータスイッチ（図示せず）のスタート信号を受けることにより、バッテリ５から発電機兼用モータ２へ電流を流すよう制御してエンジン１をクランキングさせ、続いて、回転センサ７の回転信号を受けることにより、アイドル回転数までエンジン１の回転を上昇させてエンジン１を始動させている。
【０００５】
ハイブリッドシステムで車両を発進、加速させる際（トルクアシスト時）には、インバータ４が、回転センサ７の回転信号と、アクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、バッテリ５から発電機兼用モータ２へ電流を流すよう制御し、発電機兼用モータ２をモータとして作動させてエンジン１の駆動を補助している。
【０００６】
ハイブリッドシステムでアクセルを踏み込んで車両を一定走行させる際（発電時）には、インバータ４が、回転センサ７の回転信号と、アクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、発電機兼用モータ２への電流を制御して発電機兼用モータ２を発電機として作動させている。アクセルを離した際（エネルギー回生時）には、同様に、インバータ４が、回転センサ７の回転信号と、制御装置６を介するアクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、発電機兼用モータ２への電流を制御して発電機兼用モータ２を大容量の発電機として作動させ、発電機兼用モータ２からバッテリ５を充電している。車両の速度を低減させる際（リターダ時）には、インバータ４が、クラッチ（図示せず）のクラッチスイッチ信号と、制御装置６を介するアクセルセンサ８のアクセル開度信号を受けることにより、発電機兼用モータ２への電流を制御して発電機兼用モータ２をリターダブレーキ及び大容量の発電機として作動させている。なお、アクセルを踏み込んで車両を一定走行させる際（発電時）や車両の速度を低減させる際（リターダ時）は、アクセルを離した際（エネルギー回生時）と同様に、バッテリ５を充電するエネルギー回生時としてもよい。
【０００７】
ここで、インバータ４、発電機兼用モータ２等のハイブリッドシステムと共に駆動するエンジン１は、インバータ４の制御と連動するよう制御手段から指令を受けた燃料噴射装置９により、各気筒にメイン燃料が制御噴射されて車両走行時の状態に対応している。
【０００８】
一方、ディーゼルエンジン等のエンジン１は、駆動によりパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）を排出するため、排ガスが流通する排気管の途中に、図７、図８に示す如く、パティキュレートフィルタ１０を装備するものがある。
【０００９】
パティキュレートフィルタ１０は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路１１の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路１１については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁１２を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。ここで、パティキュレートとは、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものである。
【００１０】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁１２の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ１０の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０の実用化が進められている。
【００１１】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【００１２】
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタ１０の再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタ１０が過捕集状態に陥る虞れがあり、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタ１０より上流側の排気ガス中に二次の燃料を添加してパティキュレートフィルタ１０の強制再生を行うことが考えられている。つまり、パティキュレートフィルタ１０より上流側で二次の燃料を添加すれば、その添加された二次の燃料がパティキュレートフィルタ１０の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタ１０の再生化が図られることになる。
【００１３】
一方、排気温度の非常に高い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも多少捕集量が上まわってもパティキュレートが燃やし尽くされるが、このような非常に高い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタ１０の触媒が劣化してしまうので、排気温度の低下時にパティキュレートフィルタ１０の再生ができなくなる虞れがあり、排気温度が非常に高い段階になった時点で強制的に温度を低下させることが考えられている。
【００１４】
ここで、ハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法に関連する先行技術文献としては、下記の特許文献１等が既に存在している。
【００１５】
【特許文献１】
特開平６−４８２２２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハイブリッドシステムとパティキュレートフィルタ１０を組み合せると、ハイブリッドシステムがメインで駆動した際にはエンジン１の熱効率が向上するため、エンジン１の排気温度が低下して排気温度の非常に低い運転領域になり、二次の燃料を添加してもパティキュレートフィルタ１０の再生ができないという問題があった。又、パティキュレートフィルタ１０の再生がメインで駆動した際には、車両走行と関係なくエンジン１の排気温度を高めてパティキュレートフィルタ１０を再生するため、エンジン１の熱効率が悪く、ハイブリッドシステムを十分に活用することができないという問題があった。
【００１７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタを効率的に再生すると共にエンジンの熱効率を向上させるハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、パティキュレートフィルタの床温を判別してハイブリッド制御の状態マップを選択し、前記状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によるエンジンの排気温度を用いてパティキュレートの床温を制御することを特徴とするハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００１９】
本発明の請求項２は、エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加する請求項１記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２０】
本発明の請求項３は、パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別する請求項１又は２記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２１】
本発明の請求項４は、パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度より大きい場合には、トルクアシスト領域を基準範囲にし且つエネルギー回生領域を基準範囲にした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を維持する請求項１、２又は３記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２２】
本発明の請求項５は、パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より大きい場合には、トルクアシスト領域を大きくし且つエネルギー回生領域を小さくした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を下降させる請求項１、２、３又は４記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２３】
本発明の請求項６は、パティキュレートフィルタの床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい場合には、トルクアシスト領域を小さくし且つエネルギー回生領域を大きくした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を上昇させる請求項１、２、３又は４記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法、に係るものである。
【００２４】
パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度より大きい場合には、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域が基準範囲の状態マップを選択し、状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によってエンジンの負荷を維持し、エンジンの排気温度を維持させる。又、パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より大きい場合には、トルクアシスト領域が大きい状態マップを選択し、状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によってエンジンの負荷を低減し、エンジンの排気温度を下降させる。更に、パティキュレートフィルタの床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい場合には、エネルギー回生領域が大きい状態マップを選択し、状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によってエンジンに負荷を与え、エンジンの排気温度を上昇させる。
【００２５】
このように、請求項１、請求項４、請求項５、請求項６のいずれかによれば、ハイブリッド制御の状態マップを選択してエンジンの負荷を調整することにより、エンジンの排気温度を変えてパティキュレートの床温を制御するので、パティキュレートフィルタでのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタを効率的に再生することができる。又、ハイブリッド制御の状態マップを選択して状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域によりエンジンの負荷の調整をするので、パティキュレートフィルタを再生するエンジンの駆動をハイブリッドシステムで好適に利用し、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項２に示す如く、エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加すると、燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられて排気温度の低い運転領域でもパティキュレートが燃やし尽くされるので、パティキュレートフィルタの再生化し得る排気温度を広げると共に、状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域の範囲を広げ、結果的に、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を一層向上させることができる。
【００２７】
請求項３に示す如く、パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別すると、再生要求に伴ってパティキュレートを好適に再生し得るので、パティキュレートフィルタを一層効率的に再生することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図６〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３０】
本形態例のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法に用いられる装置は、従来例と略同じ構成のハイブリッドシステムに、パティキュレートフィルタ１０を用いる排気浄化装置を備えている。
【００３１】
排気浄化装置は、図１に示す如く、自動車のディーゼルエンジン等のエンジン（内燃機関）１から排気マニホールド１３を介して排出された排気ガスが流通している排気管１４のマフラ１５内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を収容させており、該パティキュレートフィルタ１０を抱持するフィルタケース１６がマフラ１５の外筒を成すようになっている。
【００３２】
フィルタケース１６の出口パイプ１７には、排気ガスの温度を計測するための温度センサ１８が装備され、該温度センサ１８の検出信号が制御装置６に対し入力されるようになっている。
【００３３】
制御装置６には、エンジン１の負荷状態をアクセル開度信号として検出するアクセルセンサ８が接続されると共に、エンジン１の回転数を回転信号として検出する回転センサ７が接続されており、又、ハイブリッドシステムのインバータ４に指令信号を与えるよう接続されると共に、エンジン１の燃料噴射装置９に燃料噴射信号を与えるように構成されている。更に、制御装置６には、制御のフローチャートがプログラミングされると共に、フローチャートによって切り換わる第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップが入力されている。
【００３４】
第一から第三の状態マップは、図３〜図５に示す如く、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするトルクアシスト領域と、ハイブリッドシステムでバッテリ５を充電するエネルギー回生領域とを定め、夫々、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによってどの領域に位置するのかを決定し得るようにしている。ここで、夫々の状態マップにおいて、トルクアシスト領域は、エンジン回転数全域にわたって要求トルクの高い範囲に位置し、エネルギー回生領域は、エンジン回転数全域にわたって要求トルクの低い範囲に位置し、トルクアシスト領域とエネルギー回生領域の間に位置する部分の領域は、エンジンの通常の運転状態を維持する通常領域である。又、夫々の状態マップを比較すると、第一の状態マップは、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を基準範囲にし、第二の状態マップは、トルクアシスト領域を第一の状態マップの基準範囲より大きい範囲にすると共にエネルギー回生領域を第一の状態マップの基準範囲より小さい範囲にし、第三の状態マップは、トルクアシスト領域を第一の状態マップの基準範囲より小さい範囲にすると共にエネルギー回生領域を第一の状態マップの基準範囲より大きい範囲にしている。なお、トルクアシスト領域の上部に示す曲線は、上限を示すフルトルクの曲線を示している。
【００３５】
一方、制御装置６に接続される燃料噴射装置９は、従来例と略同様に、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が燃料噴射信号により適宜に開弁制御され二次の燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。ここで、請求項２に含まれる二次の燃料を添加する他の手段としては、シリンダヘッド内の排気ポートから排気管にかけての排気流路中における何れかの場所に燃料添加用のインジェクタを別途配設し、このインジェクタにより二次の燃料を排気ガス中に添加するようにしても良い。
【００３６】
以下、本発明を実施する形態例の作用を説明する。
【００３７】
本形態例において車両の走行中にパティキュレートフィルタ１０を再生する際には、図２に示すフローチャートの手順で処理されており、初めに制御装置（ＥＣＵ）６はパティキュレートフィルタ１０中のパティキュレートの堆積量や排圧等のデータからパティキュレートフィルタ１０の再生が必要かどうか判断する（ＤＰＦ再生要求）。パティキュレートフィルタ１０の再生が不要の場合には、ハイブリッドシステムは従来例と略同様な制御を行い、エンジン１の熱効率を向上させる。一方、パティキュレートフィルタ１０の再生が必要な場合には、パティキュレートフィルタ１０の床温を判別する第一段階へ移行する。
【００３８】
次に、第一段階では、温度センサ１８の検出信号により、パティキュレートフィルタ１０の床温が、触媒劣化の温度Ｔ２より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度Ｔ１より大きい範囲（Ｔ１≦ＤＰＦ床温＜Ｔ２）に該当するかどうかを判別し、前記範囲に該当する場合には、ハイブリッドシステムの第一の状態マップを選択し、前記範囲に該当しない場合には、パティキュレートフィルタ１０の床温を更に判別する第二段階へ移行する。
【００３９】
続いて、第二段階では、温度センサ１８の検出信号により、パティキュレートフィルタ１０の床温が触媒劣化の温度Ｔ２より大きい範囲（ＤＰＦ床温≧Ｔ２）に該当するかどうかを判別し、前記範囲に該当する場合には、ハイブリッドシステムの第二の状態マップを選択し、前記範囲に該当しない場合には、二次の燃料噴射の必要温度Ｔ１より小さい範囲（ＤＰＦ床温＜Ｔ１）に該当するとして第三の状態マップを選択する。
【００４０】
パティキュレートフィルタ１０の床温の判別により第一の状態マップが選択された際には、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによって、エンジンの制御が、トルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域のどの範囲になるかを決定し、エンジンの動作としてメイン燃料を噴射し、且つハイブリッド制御を作用させる。ここで、トルクアシスト領域もしくはエネルギー回生領域の場合には、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするか、もしくはバッテリ５を充電する。これにより、パティキュレートフィルタ１０の床温が、触媒劣化の温度Ｔ２より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度Ｔ１より大きい範囲（Ｔ１≦ＤＰＦ床温＜Ｔ２）の場合には、第一の状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を基準範囲として、トルクアシスト及び回生を適宜行い、ハイブリッド制御を作用させたエンジン１の負荷により排気温度を維持し、パティキュレートフィルタ１０の再生を行う。
【００４１】
又、パティキュレートフィルタ１０の再生を補助するよう排気ガス中への二次の燃料噴射は、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングで行われており、この二次の燃料噴射により排気ガス中に未燃の燃料（主としてＨＣ：炭化水素）が添加されてパティキュレートフィルタ１０表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ１０内のパティキュレートを自然燃焼させる。ここで、気筒内に二次の燃料の噴射（ポスト噴射）をする際に、高負荷の状態にあると、二次の燃料が燃焼してしまうため、第一の状態マップでは、二次の燃料の燃焼を防止するようトルクアシスト領域が作用しており、気筒内への二次の燃料の噴射を好適に為し得るようにしている。一方、二次の燃料を、パティキュレートフィルタ１０より上流側で排気ガス中に添加するよう、気筒外で添加する際には、高負荷の状態にあっても、二次の燃料が燃焼することはないため、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を適宜設定している。
【００４２】
パティキュレートフィルタ１０の床温の判別により第二の状態マップが選択された際には、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによって、エンジンの制御が、トルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域のどの範囲になるかを決定し、エンジンの動作としてメイン燃料を噴射し、且つハイブリッド制御を作用させる。ここで、トルクアシスト領域もしくはエネルギー回生領域の場合には、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするか、もしくはバッテリ５を充電しており、第二の状態マップでは、第一の状態マップの基準範囲よりトルクアシスト領域が大きいため、ハイブリッドシステムで主にエンジン１をトルクアシストする。これにより、パティキュレートフィルタ１０の床温が、触媒劣化の温度Ｔ２より大きい範囲（ＤＰＦ床温≧Ｔ２）の場合には、第二の状態マップのトルクアシスト領域によって、ハイブリッドシステムで積極的にエンジン１をアシストしてエンジン１の負荷を低減し、エンジン１の排気温度を下降させてパティキュレートフィルタ１０の再生を行う好適な温度にする。
【００４３】
又、パティキュレートフィルタ１０の再生を補助するよう排気ガス中への二次の燃料噴射は、必要に応じて、第一の状態マップの場合と略同様なタイミングで行われており、同様にパティキュレートフィルタ１０内のパティキュレートを燃焼させる。ここで、気筒内及び気筒外に二次の燃料の噴射（ポスト噴射）をする際には、トルクアシストによりエンジン１内の温度及び排気温度が下がってから添加することが好ましい。
【００４４】
パティキュレートフィルタ１０の床温の判別により第三の状態マップが選択された際には、回転センサ７の回転信号（エンジン回転数）と、車両走行に要求される要求トルクによって、エンジンの制御が、トルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域のどの範囲になるかを決定し、エンジンの動作としてメイン燃料を噴射し、且つハイブリッド制御を作用させる。ここで、トルクアシスト領域もしくはエネルギー回生領域の場合には、ハイブリッドシステムでエンジン１をトルクアシストするか、もしくはバッテリ５を充電しており、第三の状態マップでは、第一の状態マップの基準範囲よりエネルギー回生領域が大きいため、ハイブリッドシステムで主にバッテリ５を充電する。これにより、パティキュレートフィルタ１０の床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい範囲（ＤＰＦ床温＜Ｔ１）の場合には、第三の状態マップのエネルギー回生領域によって、ハイブリッドシステムで積極的にバッテリ５を充電するようエンジン１に負荷を与え、エンジン１の排気温度を上昇させてパティキュレートフィルタ１０の再生を行う好適な温度にする。
【００４５】
又、パティキュレートフィルタ１０の再生を補助するよう排気ガス中への二次の燃料噴射は、必要に応じて、第一の状態マップの場合と略同様なタイミングで行われており、同様にパティキュレートフィルタ１０内のパティキュレートを燃焼させる。ここで、気筒内及び気筒外に二次の燃料の噴射（ポスト噴射）をする際には、エネルギー回生によりエンジン１内の温度及び排気温度を上げてから添加することが好ましい。
【００４６】
第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップ及びハイブリッドシステム通常制御が完了した後には、フローチャートが一端終了し、再度スタートに戻って同様な処理を繰り返す。
【００４７】
従って、本形態例によれば、第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップを選択してハイブリッド制御のトルクアシスト及びエネルギー回生によりエンジン１の負荷を調整し、エンジン１からの排気温度を変えてパティキュレートの床温を制御するので、パティキュレートフィルタ１０でのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタ１０を効率的に再生することができる。又、第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態マップを選択して状態マップのトルクアシスト領域、エネルギー回生領域、通常領域によりエンジン１の負荷の調整をするので、パティキュレートフィルタ１０を再生するエンジン１の駆動をハイブリッドシステムで好適に利用し、パティキュレートフィルタ１０の再生と同時にエンジン１の熱効率を向上させることができる。
【００４８】
エンジン１の燃焼の際に、エンジン１の圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加すると、燃料がパティキュレートフィルタ１０の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられて排気温度の低い運転領域でもパティキュレートが燃やし尽くされるので、パティキュレートフィルタ１０の再生化し得る排気温度を広げると共に、第一の状態マップ、第二の状態マップ、第三の状態のトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を広げ、結果的に、パティキュレートフィルタ１０の再生と同時にエンジン１の熱効率を一層向上させることができる。
【００４９】
パティキュレートフィルタ１０の再生要求を判断してパティキュレートフィルタ１０の床温を判別すると、再生要求に伴ってパティキュレートを好適に再生し得るので、パティキュレートフィルタ１０を一層効率的に再生することができる。
【００５０】
尚、本発明のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、具体的に実施する場合の制御手順は図２のフローチャートに限定されるものでなく、パティキュレートフィルタの床温を判別する第一段階及び第二段階を逆の順序で処理してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】
上記した本発明のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５２】
（１）請求項１、請求項４、請求項５、請求項６のいずれかによれば、ハイブリッド制御の状態マップを選択してエンジンの負荷を調整することにより、エンジンの排気温度を変えてパティキュレートの床温を制御するので、パティキュレートフィルタでのパティキュレートの堆積や触媒の劣化を防止するよう、パティキュレートフィルタを効率的に再生することができる。又、ハイブリッド制御の状態マップを選択して状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域によりエンジンの負荷の調整をするので、パティキュレートフィルタを再生するエンジンの駆動をハイブリッドシステムで好適に利用し、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を向上させることができる。
【００５３】
（２）請求項２に示す如く、エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加すると、燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられて排気温度の低い運転領域でもパティキュレートが燃やし尽くされるので、パティキュレートフィルタの再生化し得る排気温度を広げると共に、状態マップのトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域の範囲を広げ、結果的に、パティキュレートフィルタの再生と同時にエンジンの熱効率を一層向上させることができる。
【００５４】
（３）請求項３に示す如く、パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別すると、再生要求に伴ってパティキュレートを好適に再生し得るので、パティキュレートフィルタを一層効率的に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】第一の状態マップを示す概念図である。
【図４】第二の状態マップを示す概念図である。
【図５】第三の状態マップを示す概念図である。
【図６】ハイブリッドシステムを示す概略図である。
【図７】パティキュレートフィルタの詳細を示す斜視図である。
【図８】パティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン
１０ パティキュレートフィルタ
Ｔ１ 触媒の劣化が進行する温度
Ｔ２ 燃料添加に必要な温度
Claims (6)
- パティキュレートフィルタの床温を判別してハイブリッド制御の状態マップを選択し、前記状態マップからエンジン回転数及び要求トルクに対応するトルクアシスト領域及びエネルギー回生領域を決定し、トルクアシスト領域及びエネルギー回生領域に対応したエンジンの運転状態によるエンジンの排気温度を用いてパティキュレートの床温を制御することを特徴とするハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法。
- エンジンの燃焼の際に、エンジンの圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングで二次の燃料噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加する請求項１記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法。
- パティキュレートフィルタの再生要求を判断してパティキュレートフィルタの床温を判別する請求項１又は２記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法。
- パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より小さく且つ二次の燃料噴射の必要温度より大きい場合には、トルクアシスト領域を基準範囲にし且つエネルギー回生領域を基準範囲にした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を維持する請求項１、２又は３記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法。
- パティキュレートフィルタの床温が触媒劣化の温度より大きい場合には、トルクアシスト領域を大きくし且つエネルギー回生領域を小さくした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を下降させる請求項１、２、３又は４記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法。
- パティキュレートフィルタの床温が二次の燃料噴射の必要温度より小さい場合には、トルクアシスト領域を小さくし且つエネルギー回生領域を大きくした状態マップを選択し、エンジンの運転状態を介してエンジンの排気温度を上昇させる請求項１、２、３又は４記載のハイブリッドシステムのパティキュレートフィルタ床温制御方法。
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