JP2005048620A

JP2005048620A - 車両の制御装置

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Publication number: JP2005048620A
Application number: JP2003204303A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Terasawa; 保幸寺沢; Keihei Wakayama; 敬平若山; Nobuhide Seo; 宣英瀬尾; Toshifumi Maemoto; 敏文前本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】ＰＦ再生処理中に排気温度を上昇させて効果的にＰＭを燃焼させるとともに、このようなＰＦ再生処理が頻繁に行われることを防止することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン３に動力連結されてエンジン回転による発電が可能な発電機１と、エンジン１の排気通路１２に設けられたＤＰＦ２２と、排気通路１２におけるＤＰＦ２２の前後差圧を検知する差圧検知手段３７，３８と、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量を推定し、所定以上の堆積量となったときにＤＰＦ２２の再生が必要な状態と判定する再生タイミング判定手段３０と、再生タイミング判定手段の判定結果に応じてＰＦ再生処理を行う再生手段３，１５，２１と、ＰＭ堆積量の推定中にＤＰＦ２２の前後差圧が増大するようにモータ１を制御する発電機制御手段３０とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気通路に設けられたパティキュレートフィルタを備えた車両の制御装置に関し、特にパティキュレートフィルタを再生させるために堆積したパティキュレートマターを排気熱によって燃焼させるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの排ガス浄化に関し、パティキュレートマター（排ガスに含まれる煤などの粒子状物質。以下ＰＭと略称する）の削減要求が高まっている。これに対し、排ガスからＰＭを除去する装置としてパティキュレートフィルタ（以下ＰＦと略称する。特にディーゼルエンジン用のものをＤＰＦと称する）が一般的に用いられている。
【０００３】
ＰＦはエンジンの排気通路に設けられてＰＭを捕集するが、その堆積量が増加すると次第に目詰まりし、充分な捕集能力を発揮しなくなる。そこで、その目詰まりを解消するＰＦ再生処理が必要となる。ＰＦ再生処理として、例えば堆積したＰＭを高温の排ガスによって燃焼させて目詰まりを解消する方法が採られる。
【０００４】
このようなＰＦ再生処理を行う車両として、ＰＭ堆積量を推定し、その値が所定値以上となったときにＰＦ再生処理を実行するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に示された装置は、排気通路におけるＰＦの前後差圧を検知し、その値が所定値以上となったときに、ＰＭ堆積量の増大によってＰＦが目詰まりしているものとして再生処理の要求を発するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２７２１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰＦの前後差圧はＰＭの堆積量のみによって決定するものではなく、エンジンの出力状態（トルクや回転数）によっても変化する。エンジン出力が低いときにはＰＭ堆積量に対するＰＦの前後差圧が小さく、ＰＭ堆積量を精度良く推定することが困難であった。このため、ＰＭ堆積量の推定精度が低い状態であってもＰＦ再生処理の開始が遅くなり過ぎないように、早目にＰＦ再生要求を発する必要があった。再生処理の開始が遅れると処理時間が長くなり、ＰＦが溶損する等の弊害を招くからである。
【０００８】
その結果、ＰＦ再生処理は比較的頻繁に行われることになるが、ＰＦ再生処理を頻繁に行うと次のような問題が発生し易く、好ましいことではない。第１の問題は燃費の悪化である。ＰＦ再生処理中は、排気温度を高めるために燃料消費量が増大するので、頻繁なＰＦ再生処理は燃費を悪化させる原因となる。第２の問題は騒音の増大である。ＰＦ再生処理中は排気温度を上昇させる、つまり排気のエネルギを増大させるので、排気音（騒音）が大きくなる。また不意に排気音が増大することによって運転者に違和感を与え易くなる。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑み、ＰＦ再生処理中に排気温度を上昇させて効果的にＰＭを燃焼させるとともに、このようなＰＦ再生処理が頻繁に行われることを防止することができる車両の制御装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明はエンジンに動力連結されてエンジン回転による発電が可能な発電機と、エンジンの排気通路に設けられたＰＦ（パティキュレートフィルタ）と、上記排気通路におけるＰＦの前後差圧を検知する差圧検知手段と、上記ＰＦのＰＭ（パティキュレートマター）堆積量を推定し、所定以上の堆積量となったときに上記ＰＦの再生が必要な状態と判定する再生タイミング判定手段と、上記再生タイミング判定手段の判定結果に応じてＰＦ再生処理を行う再生手段と、上記ＰＭ堆積量の推定中に上記ＰＦの前後差圧が増大するように上記発電機を制御する発電機制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、ＰＦの前後差圧によってＰＭ堆積量を推定することが出来る。即ち、ＰＦの前後差圧が大ということはＰＦを通過する排ガスの圧力損失が大であることを意味するので、ＰＭ堆積量が増大していると推定できるのである。そして、その推定堆積量が所定値以上となったとき、再生手段によって再生されるので、再生後は再び排ガス中のＰＭを効果的に捕集し続けることができる。
【００１２】
しかも、ＰＭ堆積量の推定中は発電機制御手段によってＰＦの前後差圧が増大するように制御される。ＰＦの前後差圧が増大すると、誤差要因の寄与率が低下することと、ＰＭ堆積量の変化に対するＰＦ前後差圧の変化量が大きい領域での推定を行い易くなること等から、ＰＭ堆積量の推定精度が向上する。このため、推定精度が低い場合に比べてＰＦ再生処理の開始を遅らせることができる。そして結果的にＰＦ再生処理の頻度を低下させることができ、頻繁にＰＦ再生処理が実行されて運転者に違和感を与えることが効果的に防止される。
【００１３】
但し、エンジン温度が低いときは排気圧が上昇し難い。従ってこのような制御を行ってもＰＦの前後差圧を増大させるために比較的長時間を要したり燃料消費量が増大したりする懸念がある。
【００１４】
そこで、上記発電機制御手段は、エンジン温度が所定値よりも低いとき、上記ＰＦの前後差圧を増大させる制御を抑制する（請求項２）ようにすれば、エンジン温度が低いときに想定される上記懸念を回避することができる。
【００１５】
また、極低速運転時（例えば１０ｋｍ／ｈ以下）には、運転者はエンジン出力の変化に敏感になっている。従って、上記発電機制御手段は、車速が所定値より低速であり、かつブレーキがオフであるとき、上記ＰＦの前後差圧を増大させる制御を抑制する（請求項３）ようにすれば、このような運転状況下で運転者に違和感を与えることが防止される。
【００１６】
更に、車両の走行環境を検出する走行環境検出手段を備え、上記発電機制御手段は、走行環境がエンジン音の増大に好ましくない環境であるとき、上記ＰＦの前後差圧を増大させる制御を抑制する（請求項４）ようにすることも効果的である。
【００１７】
このようにすると、例えば住宅街を走行中や渋滞中など、エンジン音の増大に好ましくない環境を走行中にはＰＦの前後差圧増大制御が抑制されるので、騒音増大を防止することができる。
【００１８】
また、上記発電機で発電された電気を充電によって貯蔵するバッテリと、エンジンに動力連結されたモータとを備え、上記モータは、上記バッテリに貯蔵された電気によってエンジンへのトルクアシストを行う（請求項５）ようにすると一層効果的である。
【００１９】
このように、発電した電気のネルギをバッテリに貯蔵し、必要なときにモータを駆動してエンジンに補助的に駆動力を付与する（トルクアシスト）ように構成された車両を一般的にハイブリッド車両という。請求項１〜４の発明をこのハイブリッド車両に適用すると、ＰＦの前後差圧を増大させるために供したエネルギをバッテリに貯蔵し、後にトルクアシストとして取り出すことができるため、エネルギを効率良く利用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は当実施形態における概略システムブロック図である。エンジン３はディーゼルエンジンであり、その主軸（クランクシャフト）にはモータ連結軸２を介してモータ１が接続されている。モータ１は電気を動力源として回転駆動力をエンジン３に付与する（トルクアシスト）一方、エンジン３に逆駆動されることによって発電を行うこともできる。即ちモータ１は発電機としても機能する。エンジン３にはトランスミッション４、プロペラシャフト５、ドライブシャフト６及び駆動輪７がこの順に接続されており、モータ１及びエンジン３の駆動力が適正回転数に変速されて駆動輪７に伝達される。
【００２２】
エンジン３には燃焼のための空気を吸入する吸気通路１１と、燃焼後の排ガスを排出する排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１には吸気量を調節する吸気絞り弁１５が設けられている。また吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路１３が設けられており、その通路中にＥＧＲバルブ１４が設けられている。ＥＧＲバルブ１４を開弁することにより排気の一部が吸気に還流される（ＥＧＲ）。
【００２３】
排気通路１２のＥＧＲ通路１３との分岐点より下流側に酸化触媒２１が設けられている。酸化触媒２１は排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ等を酸化させて浄化する。酸化触媒２１の直前上流側には酸化触媒２１に流入する排気の温度を検知する温度センサ３６が設けられている。
【００２４】
酸化触媒２１の更に下流側にはＤＰＦ２２が設けられている。ＤＰＦ２２は排気中に含まれるＰＭを捕集して浄化する。ＤＰＦ２２の直前上流側には圧力センサ３７が、直後下流側には圧力センサ３８がそれぞれ設けられ、排気圧を検知する。各圧力センサ３７，３８に検知される圧力の差が、ＤＰＦ前後差圧となる。即ち圧力センサ３７，３８は差圧検知手段として機能する。
【００２５】
モータ１にはインバータ３１を介してバッテリ３２が接続されている。トルクアシスト時にはモータ１が所定の出力を得られるようにバッテリ３２からインバータ３１を介して電力が供給される。発電時にはモータ１で発電した電力がインバータ３１を介してバッテリ３２に充電される。
【００２６】
また、運転者をガイドするナビゲーションシステム３４（走行環境検出手段）が搭載されている。ナビゲーションシステム３４は目的地設定手段、現在位置センサ及び道路地図情報記憶装置等を備え、地図上の現在位置を表示したり、目的地までの最適経路を表示したりするほか、市街地情報を提供することができる。
また、車外の渋滞情報提供機関３５からの情報を受信し、渋滞情報を提供することができる。
【００２７】
更に、運転者の操作によるアクセル開度を検知するアクセル開度センサ３３が設けられている。
【００２８】
ＥＣＵ３０はモータ１及びエンジン３を制御する制御ユニットであり、エンジン３の燃焼制御を行うとともにモータ１を制御する発電機制御手段として機能する。ＥＣＵ３０はエンジン３からエンジン速度などのデータを受け、燃料噴射制御（噴射時期、噴射量）を行う。またＥＣＵ３０にはインバータ３１とバッテリ３２との間の電圧、電流情報が入力されるとともに、ＥＣＵ３０はインバータ３１にモータトルク指令を出すことによってモータ１を制御する。モータトルク指令のトルク値が正であればトルクアシスト状態となり、負であれば発電状態となる。ゼロのときは何れでもない中立状態（Ｎ）となる。以下、このようなモータ１の制御をＩＳＧ制御という。
【００２９】
ＥＣＵ３０には、上記温度センサ３６、圧力センサ３７、圧力センサ３８及びアクセル開度センサ３３から各検知信号が入力されるほか、ナビゲーションシステム３４から現在位置、目的地、その経路中の渋滞情報及び市街地情報が入力される。
【００３０】
その他、特に図示しないが、車速を検知する車速センサ、ブレーキのオン・オフを検知するブレーキスイッチ及びエンジン冷却水の温度を検知する水温センサが備えられ、各検知信号がＥＣＵ３０に入力される。
【００３１】
次に、当制御装置のＩＳＧ制御とＰＦ再生処理に関する作用を説明する。図２は、ＩＳＧ制御特性を示す特性図である。横軸にアクセル開度、縦軸にモータトルク（モータ１の出力トルク）を示す。図示のように、モータトルクが正値の場合は、モータ１からエンジン３に駆動力が付与されるトルクアシスト（以下単にアシストともいう）が行われる（アシスト領域）。逆にモータトルクが負値の場合は、モータ１にエンジン３から駆動力が付与される発電が行われる（発電領域）。
【００３２】
図２のモータトルク特性６１に示されるように、アクセル開度が低開度のときには発電領域となり、高開度のときにはアシスト領域となる。発電領域とアシスト領域の間には、モータトルク＝０、即ち発電もトルクアシストもなされない中立のＮ領域が設けられている。なお、モータトルク特性６１は一定ではなく、状態によって変化する。例えば、ＳＯＣ（バッテリ残容量）が少ないときには、より発電の頻度が高く、発電量が多くなるような特性に、逆にＳＯＣが多いときにはよりアシストの頻度が高く、アシスト量が多くなるような特性に設定されている。
【００３３】
モータトルク特性６１によると、発電領域ではアクセル開度が小さいほどモータトルク（の絶対値）が大となる。従ってアクセル開度が小さいほどエンジン出力は目標エンジン出力（走行負荷に相当するエンジン出力）よりも高くする必要がある。一方、この領域では目標エンジン出力が燃費最適となるエンジン出力よりも低い。そこで、エンジン出力を目標エンジン出力よりも高くすることで、エンジンを燃費最適となる状態に近づけることができる。発電した電気はバッテリ３２に充電され、エネルギが貯蔵される。
【００３４】
モータトルク特性６１のアシスト領域ではアクセル開度が大きいほどモータトルクが大となる。従ってアクセル開度が大きいほどエンジン出力は目標エンジン出力よりも低くする必要がある。一方、この領域では目標エンジン出力が燃費最適となるエンジン出力よりも高い。そこで、エンジン出力を目標エンジン出力よりも低くすることで、エンジンを燃費最適となる状態に近づけることができる。
【００３５】
以上のように、目標エンジン出力が燃費最適となるエンジン出力よりも低いときにはモータトルクの負荷をかけてエンジン出力を高める一方、目標エンジン出力が燃費最適となるエンジン出力よりも高いときにはモータトルクによるアシストを行ってエンジン出力を低くしているので、全体的にエンジン出力が燃費最適となるエンジン出力に近づく。またバッテリ３２に貯蔵されたエネルギがトルクアシスト時に取り出されるのでエネルギが無駄なく利用され、燃費が向上する。
更に燃費最適となる運転状態ではＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の排出量も少ないので、全体的に排ガス浄化が促進される。
【００３６】
また、エンジン３の運転に伴いＰＭが発生し、そのＰＭは排気通路１２を経由してＤＰＦ２２に捕集される。これによって車外にはＰＭが除去された排ガスが排出されるが、一方でＤＰＦ内部にＰＭが堆積してゆく。ＰＭ堆積量が増加するとＤＰＦ２２は次第に目詰まりし、充分な捕集能力を発揮しなくなる。そこで、ＰＭ堆積量が所定量を超えると、ＰＭによる目詰まりを解消するＰＦ再生処理を実施する。ＰＦ再生処理のタイミングは、早過ぎるとＰＦ再生処理の頻度が多くなり、燃費の悪化や騒音の増大を招き、また運転者に違和感を与える原因となる。逆に遅過ぎるとＰＦ処理時間が長くなり、ＤＰＦが溶損する虞がある。
【００３７】
従って、ＰＦ再生処理の開始タイミングを最適な時期に設定することが重要であり、そのためにはＰＭ堆積量を精度良く推定することが必要である。以下に、ＰＭ堆積量の推定方法について説明する。
【００３８】
図３は、ＰＭ排出量特性を示すグラフである。横軸にアクセル開度、縦軸にＰＭ排出量を示す。ＰＭ排出量特性はエンジン速度によって変化する。ＰＭ排出量特性６６は比較的エンジン速度が低速の場合、ＰＭ排出量特性６７は高速の場合の特性である。ＰＭ排出量特性６６，６７に示すように、アクセル開度が大であるほどＰＭ排出量が増加する。このような特性を予めマップデータとしてＥＣＵ３０に記憶させておくことにより、アクセル開度とエンジン速度とから各時点のＰＭ排出量が演算でき、それを積算することによりＰＭ堆積量を推定することができる。
【００３９】
図４は、ＤＰＦ前後差圧特性を示すグラフである。横軸にＰＭ堆積量、縦軸にＤＰＦ前後差圧を示す。ＤＰＦ前後差圧特性はエンジン出力（アクセル開度が大であるほど、またエンジン速度が大であるほど高くなる）によって変化する。差圧特性７１は比較的エンジン出力が低い場合、差圧特性７５は出力が高い場合の特性である。差圧特性７１，７５に示すように、ＰＭ堆積量が多いほどＤＰＦを通過する排ガスの圧力損失が大きくなるので、ＤＰＦ前後差圧が大きくなる。このような特性を予めマップデータとしてＥＣＵ３０に記憶させておくことにより、エンジン出力とＤＰＦ前後差圧ΔＰとから現在のＰＭ堆積量が推定できる。
【００４０】
以上のように、図３に示すＰＭ排出量特性と、図４に示すＤＰＦ前後差圧特性の、どちらを用いてもＰＭ堆積量を推定することができる。比較的エンジン出力が高い場合は、図４のＤＰＦ差圧特性を用いた方が運転履歴に関係なく、直接現時点の堆積量が推定できるので高精度が期待できる。しかし、エンジン出力が低い（ＤＰＦ前後差圧が低い）場合には、管路抵抗のばらつき等の誤差要因の影響が大きくなり、精度が低下する。そのような場合には図３に示すＰＭ排出量特性からＰＭ堆積量を推定した方が高精度となる。従って当実施形態では、ＰＭ堆積量が所定の閾値Ｑ１３（ＰＦ再生処理が必要となる堆積量Ｑｔよりやや小さな値として設定される）以下の場合において、ＤＰＦ前後差圧ΔＰが所定の閾値ΔＰ３（上記の精度の高さが切換わる境界のＤＰＦ前後差圧として設定される）より大きいときにはＤＰＦ前後差圧特性を利用し、そうでないときにはＰＭ排出量特性を利用してＰＭ堆積量を推定している（通常精度のＰＭ堆積量の推定）。このようして一定以上の精度をもってＰＭ堆積量を推定している。
【００４１】
そして、ＰＭ堆積量が更に増加し、閾値Ｑ１３を超えた場合には、高精度のＰＭ堆積量の推定を行う。以下その方法を説明する。
【００４２】
高精度のＰＭ堆積量の推定を行うために、ＤＰＦ前後差圧を増大させる。そのために、エンジン出力を増大させる。以下の説明で、通常精度の推定を行うときの特性が図４の差圧特性７１であるとする。ここで、ＤＰＦ前後差圧がΔＰ１として測定（測定点７２）されたとき、ＰＭ堆積量はＱ１２であると推定することができる。その状態からエンジン出力を一定量増大（後述する高精度の推定のための出力増大に相当）させた状態が差圧特性７５であるとすると、測定点７２は測定点７６に移動する。そして、ＤＰＦ前後差圧はΔＰ２として測定され、ＰＭ堆積量はＱ２であると推定される。
【００４３】
上述のようにＤＰＦ前後差圧が大きいほど誤差要因の寄与度が低く、高精度の推定が可能となる。また、図から明らかなように測定点７６の方が測定点７２よりもグラフの傾きが大、つまりＤＰＦ前後差圧の変化に対するＰＭ堆積量の変化が小さいので、この点からも測定点７６による推定値Ｑ２の方が測定点７２による推定値Ｑ１２よりも高精度が期待できる。従って、通常精度の推定値Ｑ１２と高精度の推定値Ｑ２とは、呼び値が同じであるが、その精度はＱ２の方が高くなっている。
【００４４】
図５は、高精度の推定を行うにあたり、エンジン出力を高めるための追加エンジントルク特性を示すグラフである。横軸にＤＰＦ前後差圧、縦軸に追加エンジントルク（追加すべき出力をトルク換算したもの）を示す。追加エンジントルク特性８１に示すように、ＤＰＦ前後差圧ΔＰが小さいほど追加エンジントルクΔＴｅが大きくなるように設定されている。こうすることにより、ＤＰＦ前後差圧ΔＰが小さいとき、即ち通常精度による推定の精度が比較的低いときには出力を大きく増大させてＤＰＦ前後差圧ΔＰを大幅に増大させ、充分な推定精度を得ることができる。一方、ＤＰＦ前後差圧ΔＰがある程度大きいとき、即ち通常精度による推定の精度が比較的高いときには出力をあまり増大させず、燃料の消費量や騒音の増大を抑制している。
【００４５】
追加エンジントルクΔＴｅが求められると、現在のエンジントルクＴｅにΔＴｅを加えた目標エンジントルクＴｅ１が設定される。そして、その目標エンジントルクＴｅ１を発生させるような燃料噴射がなされる。一方、追加エンジントルクΔＴｅに相当する削減モータトルクΔＴｍが演算され、そのΔＴｍを現在のモータトルクＴｍから減少させた目標モータトルクＴｍ１が設定される。そして、モータ１の発電側に目標モータトルクＴｍ１が負荷される。こうすることにより、高められた出力が発電に供され、バッテリに貯蔵される。バッテリに貯蔵されたエネルギは、後にトルクアシストとして取り出すことができ（図２参照）、エネルギの有効利用を図ることができる。
【００４６】
なお、トルクアシスト中にこの高精度の推定を行う場合は、モータトルクをΔＴｍだけ減少させる（或いはトルクアシストを中止して発電を行うようにしても良い）。
【００４７】
このようにして、ＰＭ堆積量が増加し、ＰＦ再生処理が近づいた時点で、ＰＭ堆積量の推定精度を向上させているが、当実施形態では以下に示す５つの禁止条件の少なくとも１つが成立したときには、高精度の推定を行わず、通常精度の推定にとどめるようにしている。
【００４８】
第１の禁止条件は、エンジン温度が低いとき（エンジン冷却水温度Ｔｃが所定の閾値Ｔｃ１以下のとき）である。エンジン温度が低いときは排気圧が上昇し難く、出力の増大を行ってもＰＦの前後差圧を増大させるために比較的長時間を要したり燃料消費量が増大したりする懸念があるからである。
【００４９】
第２の禁止条件は、車速Ｖが所定の閾値Ｖ１より低く、かつブレーキがオフであるときである。閾値Ｖ１は、例えば１０ｋｍ／ｈ程度に設定される。このような極低速運転時は、運転者がエンジン出力の変化に敏感になっている。従って、エンジン出力を増大させて運転者に違和感を与えることがないようにしている。
【００５０】
第３の禁止条件は、走行環境がエンジン音の増大に好ましくない環境であるときである。具体的には住宅街（例えば都市計画法に基づく用途地域で、第一種低層住居専用地域、第二種低層住居専用地域、第一種中高層住居専用地域、第二種中高層住居専用地域、第一種住居地域及び第二種住居地域の何れかに属する地域）において高精度の推定を禁止し、エンジン出力増大による騒音の悪化を防止している。また、渋滞中もエンジン音の増大した車両が殆ど移動せずに留まることになるので、高精度の推定を禁止する。
【００５１】
第４の禁止条件は、出力を増大させる前のエンジントルクＴｅが所定の閾値Ｔｅ２以上のときである。閾値Ｔｅ２は、当該回転数における最大トルク付近の値として設定される。このようなときは、それ以上エンジン出力を増大させることが困難であり、またそのような状態であえて出力の増大を行えば、排気浄化性能に悪影響を及ぼす懸念があるので、高精度の推定を禁止している。
【００５２】
第５の禁止条件は、目標モータトルクＴｍ１が図２に示すモータトルク最小値Ｔｍ２より小さくなる（絶対値では大きくなる）と想定される場合である。このようなときは、必要な出力の増大が見込めないので、高精度の推定を禁止している。
【００５３】
なお、上記禁止条件のうち、第５の禁止条件成立時には高精度の推定を禁止せず、目標モータトルクＴｍ１がモータトルク最小値Ｔｍ２となるようにエンジン出力を増大させるようにしても良い。そのようにすると、通常精度と高精度の間の精度で推定を行うことができる。
【００５４】
以上示した５つの禁止条件成立時以外は、ＰＭ堆積量を高精度で推定する。そして、その推定値Ｑ２が所定の閾値Ｑｔを超えたとき、ＥＣＵ３０はＰＦ再生処理が必要と判断する。即ちＥＣＵ３０は再生タイミング判定手段としても機能する。そして、吸気絞り弁１５を絞るとともに、エンジン３が後噴射を行うことによってＰＦ再生処理を実行する。後噴射は、目標エンジントルクＴｅ１を得るための燃料噴射（主噴射）より僅かに遅れて行う燃料噴射である。このようにすると、吸気絞り弁１５によって吸入空気量が減少し、排ガス温度が上昇する。また、後噴射の燃料は燃焼せず、そのまま酸化触媒２１に導かれ、酸化作用を受けて反応熱を発生させる。即ち排気温度を上昇させる。このようにして排気温度を６００℃程度に上昇させ、ＤＰＦ中のＰＭを燃焼させる。このような一連の処理（ＰＦ再生処理）を１０〜２０分継続すると、ＤＰＦ中のＰＭ堆積量は充分少なくなるので、処理を終了させ、ＰＦ再生処理が完了する。このように、エンジン３、吸気絞り弁１５及び酸化触媒２１は再生手段として機能する。
【００５５】
ところで、閾値Ｑｔは、真にＰＦ再生処理が必要なＰＭ堆積量の限界値Ｑｔ’よりも僅かに小さな値に設定されている。これは、ＰＭ堆積量の推定誤差εを考慮しているためである。即ち、Ｑｔ＝Ｑｔ’−εとして設定される。この式からも明らかなように、推定誤差εが大きいほど、Ｑｔを小さな値に設定する必要がある。Ｑｔが小さな値に設定されると、ＰＦ再生処理の頻度が増大し、燃費の悪化や騒音の増大の原因となり、また運転者に違和感を与え易くなる。当実施形態では、ＰＭ堆積量の推定を高精度で行う（推定誤差εを小さくしている）ことにより、閾値Ｑｔを可及的に大きな値となるように設定している。即ちＰＦ再生処理の頻度を低下させて、燃費の悪化や騒音の増大を効果的に防止し、運転者に違和感を与え難くしている。
【００５６】
なお、高精度の推定が禁止されているときには、通常精度の推定値Ｑ１によってＰＦ再生処理の要否を判定する。このときは、高精度の推定に比べて推定誤差εが大きくなっているので、その分閾値Ｑｔを低い値に設定し、推定誤差εを考慮してもＰＭ堆積量が限界値Ｑｔ’を超えないようにしている。
【００５７】
図６は、当実施形態における制御のフローチャートである。スタート後、ステップＳ１で現在ＰＦ再生指令が発生中（ＯＮ）であるか否かの判定がなされる。ＹＥＳであればステップＳ３１（後述）に移行してＰＦ再生処理中の制御がなされる。ステップＳ１でＮＯであれば、通常精度のＰＭ堆積量Ｑ１の推定がなされる（ステップＳ３）。
【００５８】
図７に、図６のステップＳ３のサブルーチンを示す。この通常精度のＰＭ堆積量Ｑ１推定ルーチンでは、まず図３に示すＰＭ排出量特性から各時点におけるＰＭ排出量が演算される（ステップＳ４１）。次に、その排出量を積算することによりＰＭ堆積量Ｑ１１が推定される（ステップＳ４３）。一方、図４に示すＤＰＦ前後差圧特性７１から、現時点でのＤＰＦ前後差圧ΔＰ１に対するＰＭ堆積量Ｑ１２が別途推定される（ステップＳ４５）。
【００５９】
次に、ＤＰＦ前後差圧ΔＰ１が閾値ΔＰ３より大きいか否かの判定がなされる（ステップＳ４７）。ステップＳ４７でＹＥＳであればＰＭ堆積量Ｑ１２の方がＰＭ堆積量Ｑ１１よりも高精度であると判断され、最終的なＰＭ堆積量Ｑ１にＱ１２を入力して（ステップＳ４９）リターンする。一方、ステップＳ４７でＮＯと判定されると、ＰＭ堆積量Ｑ１１の方がＰＭ堆積量Ｑ１２よりも高精度であると判断され、最終的なＰＭ堆積量Ｑ１にＱ１１を入力して（ステップＳ５１）リターンする。
【００６０】
図６のフローチャートに戻り、次のステップＳ５で通常精度のＰＭ堆積量Ｑ１が閾値Ｑ１３を超えているか否かの判定がなされる。ステップＳ５でＮＯと判定されると、まだＰＭ堆積量は充分少なく、高精度の推定は必要ないと判断され、そのままリターンする。
【００６１】
ステップＳ５でＹＥＳと判定されると、ＰＦ再生処理が必要な時期が近づいていることを示すので、続いて高精度の推定に移行する。まず、エンジン冷却水温度Ｔｃが閾値Ｔｃ１より大であるか否かの判定がなされる（ステップＳ８）。ステップＳ８でＹＥＳであれば、第１の禁止条件は不成立であり、次のステップＳ９に移行する。ステップＳ９では車速Ｖが閾値Ｖ１より小さいか否かの判定がなされる。ステップＳ９でＹＥＳであれば更にブレーキスイッチがオン（ブレーキが踏まれている）か否かの判定がなされる（ステップＳ１１）。ステップＳ９でＮＯであるか、又はステップＳ９とステップＳ１１とが共にＹＥＳである場合には第２の禁止条件は不成立であり、次のステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、現在の走行環境が判断される。
【００６２】
図８に、図６のステップＳ１３のサブルーチンを示す。この走行環境判断ルーチンでは、まずナビゲーションシステム３４から現在位置情報（緯度・経度）の読み込みがなされ（ステップＳ６１）、次に市街地データベースが参照される（ステップＳ６３）。そして、現在位置が市街地であるか否か、詳しくは都市計画法に基づく用途地域における、第一種低層住居専用地域、第二種低層住居専用地域、第一種中高層住居専用地域、第二種中高層住居専用地域、第一種住居地域及び第二種住居地域の何れかに属するか否かが判定される（ステップＳ６５）。ステップＳ６５でＹＥＳであれば、現在の走行環境が「市街地または渋滞中」であると判断され（ステップＳ７３）、リターンする。ステップＳ６５でＮＯであれば、更に渋滞情報提供機関３５からの渋滞情報を読み込む（ステップＳ６７）。ここで渋滞中であると判定（ステップＳ６９でＹＥＳ）されればステップＳ７３に移行し、ＮＯと判定されれば「市街地でも渋滞中でもない」と判断され（ステップＳ７１）、リターンする。
【００６３】
図６のフローチャートに戻り、ステップＳ１５で、ステップＳ１３の判断に基づき、現在の走行環境が市街地または渋滞中であるか否かの判定が行われる。ＮＯと判定されれば、第３の禁止条件は不成立であり、次のステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、高精度のＰＭ堆積量Ｑ２の推定を行う。
【００６４】
図９に、図６のステップＳ１７のサブルーチンを示す。この高精度のＰＭ堆積量Ｑ２推定ルーチンでは、まず現在のエンジントルクＴｅが、閾値Ｔｅ２より小さいか否かが判定される（ステップＳ７７）。ＹＥＳと判定されれば、第４の禁止条件は不成立であり、続いてステップＳ７９に移行する。そこで、現在測定されるＤＰＦ前後差圧ΔＰ１に対し、図５に示す追加エンジントルク特性８１に基づいて追加エンジントルクΔＴｅを演算する。更にそのΔＴｅに相当する削減モータトルクΔＴｍを演算する（ステップＳ８１）。次に、現在のモータトルクＴｍと削減モータトルクΔＴｍとの差から目標モータトルクＴｍ１を演算する（ステップＳ８３）。そしてステップＳ８５で、Ｔｍ１≧Ｔｍ２であるか否かが判定され、ＹＥＳであれば第５の禁止条件が不成立であり、次のステップＳ８７に移行する。
【００６５】
ステップＳ８７に移行した時点で、第１〜第５の禁止条件が全て不成立となっている。このとき、高精度推定許可フラグＦＬＧに１が入力され、高精度のＰＭ堆積量推定が許可される。次のステップＳ９１で目標エンジントルクＴｅ１にＴｅ＋ΔＴｅが入力され、続いて目標エンジントルクＴｅ１に応じた主噴射量が演算され（ステップＳ９３）、実行される。一方、モータ１に対して目標モータトルクＴｍ１を出力する（ステップＳ９５）。このようにすると、ＤＰＦ前後差圧の状態が、図４の差圧特性７１の測定点７２から差圧特性７５の測定点７６に変化する。そこで、ＤＰＦ前後差圧ΔＰ２を測定し（ステップＳ９７）、その値に基づいて高精度のＰＭ堆積量Ｑ２を推定して（ステップＳ９９）リターンする。
【００６６】
遡って、ステップＳ７７でＮＯと判定されたとき、第４の禁止条件が成立する。また、ステップＳ８５でＮＯと判定されたとき、第５の禁止条件が成立する。
何れの場合もステップＳ８９に移行し、高精度推定許可フラグＦＬＧに０が入力され、高精度のＰＭ堆積量推定が禁止された後リターンする。
【００６７】
図６のフローチャートに戻り、ステップＳ１９で高精度推定許可フラグＦＬＧ＝１であるか否かの判定がなされ、ＹＥＳであればステップＳ２１に移行し、ＰＭ堆積量推定値Ｑに、高精度の推定値Ｑ２が入力される。また、閾値Ｑｔには、真の限界値Ｑｔ’よりも僅かに小さな値であるＱ４が入力される。
【００６８】
遡って、ステップＳ８でＮＯ（第１の禁止条件成立）、ステップＳ１１でＮＯ（第２の禁止条件成立）、ステップＳ１５でＹＥＳ（第３の禁止条件成立）及びステップＳ１９でＮＯ（第４又は第５の禁止条件成立）のときには、ステップＳ２３に移行し、ＰＭ堆積量推定値Ｑに、通常精度の推定値Ｑ１が入力される。また、閾値Ｑｔには、真の限界値Ｑｔ’よりも小さな値であるＱ３（Ｑ３＜Ｑ４）が入力される。
【００６９】
ステップＳ２１またはステップＳ２３の後、ステップＳ２５でＱ＞Ｑｔであるか否かの判定がなされ、ＮＯであれば未だＰＦ再生処理は不要なのでリターンし、ＹＥＳであればステップＳ２７に移行してＤＰＦ再生指令がＯＮとされる。次のステップＳ２９で再生時間の測定が開始され、続いて吸気絞り弁１５を絞るとともに後噴射が実施される（ステップＳ３１）。これによって排気温度が６００℃程度に上昇し、ＰＭが燃焼する。次のステップＳ３３で再生時間が一定時間（予め設定された値。１０〜２０分程度）経過したか否かの判定がなされる。ＮＯであればリターンし、ＰＦ再生処理を継続する（次回のルーチンではステップＳ１でＹＥＳと判定されるので、ステップＳ３１からの処理が繰り返される）。ステップＳ３３でＹＥＳならば、ＰＦ再生処理が完了したと判断し、ＤＰＦ再生指令がＯＦＦとされ（ステップＳ３５）、リターンする。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。
【００７１】
例えば、当実施形態におけるエンジン３をディーゼルエンジンとし、それに対応するパティキュレートフィルタをＤＰＦとした。これは特にＰＭが問題視され易いのがディーゼルエンジンであるためである。ＰＭはガソリンエンジンであっても発生するので、それを除去するためにガソリンエンジン用のＰＦを設けることも有効である。本発明はそのようなガソリンエンジン搭載の車両の制御装置に適用しても良い。
【００７２】
また、当実施形態は、モータ１がトルクアシストと発電とを必要に応じて切換えて実行する、いわゆるハイブリッド車両として説明したが、発電機を備えた車両であれば必ずしもハイブリッド車両でなくても良い。
【００７３】
更に、エンジン音の増大に好ましくない市街地として、都市計画法に基づく用途地域から６地域を選択するようにしたが、上記以外の選択を行っても良く、このような用途地域の区分によらない市街地の判断を行っても良い。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明の車両の制御装置は、エンジンに動力連結されてエンジン回転による発電が可能な発電機と、エンジンの排気通路に設けられたＰＦと、上記排気通路におけるＰＦの前後差圧を検知する差圧検知手段と、上記ＰＦのＰＭ堆積量を推定し、所定以上の堆積量となったときに上記ＰＦの再生が必要な状態と判定する再生タイミング判定手段と、上記再生タイミング判定手段の判定結果に応じてＰＦ再生処理を行う再生手段と、上記ＰＭ堆積量の推定中に上記ＰＦの前後差圧が増大するように上記発電機を制御する発電機制御手段とを備えたことを特徴とするので、ＰＦ再生処理中に排気温度を上昇させて効果的にＰＭを燃焼させるとともに、このようなＰＦ再生処理が頻繁に行われることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置の概略システムブロック図である。
【図２】上記実施形態のＩＳＧ制御特性を示す特性図である。
【図３】上記実施形態のＰＭ排出量特性を示す特性図である。
【図４】上記実施形態のＤＰＦ前後差圧特性を示す特性図である。
【図５】上記実施形態の追加エンジントルク特性を示す特性図である。
【図６】上記実施形態における制御のフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートの一部を構成するサブルーチンである。
【図８】図６のフローチャートの一部を構成するサブルーチンである。
【図９】図６のフローチャートの一部を構成するサブルーチンである。
【符号の説明】
１モータ（兼発電機）
３エンジン（再生手段）
１２排気通路
１５吸気絞り弁（再生手段）
２１酸化触媒（再生手段）
２２ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）
３０ＥＣＵ（再生タイミング判定手段、発電機制御手段）
３２バッテリ
３４ナビゲーションシステム（走行環境検出手段）
３７，３８圧力センサ（差圧検知手段）

Claims

エンジンに動力連結されてエンジン回転による発電が可能な発電機と、
エンジンの排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、
上記排気通路におけるパティキュレートフィルタの前後差圧を検知する差圧検知手段と、
上記パティキュレートフィルタのパティキュレートマター堆積量を推定し、所定以上の堆積量となったときに上記パティキュレートフィルタの再生が必要な状態と判定する再生タイミング判定手段と、
上記再生タイミング判定手段の判定結果に応じてパティキュレートフィルタ再生処理を行う再生手段と、
上記パティキュレートマター堆積量の推定中に上記パティキュレートフィルタの前後差圧が増大するように上記発電機を制御する発電機制御手段とを備えたことを特徴とする車両の制御装置。
上記発電機制御手段は、エンジン温度が所定値よりも低いとき、上記パティキュレートフィルタの前後差圧を増大させる制御を抑制することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
上記発電機制御手段は、車速が所定値より低速であり、かつブレーキがオフであるとき、上記パティキュレートフィルタの前後差圧を増大させる制御を抑制することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の制御装置。
車両の走行環境を検出する走行環境検出手段を備え、上記発電機制御手段は、走行環境がエンジン音の増大に好ましくない環境であるとき、上記パティキュレートフィルタの前後差圧を増大させる制御を抑制することを特徴とする請求項１乃至３記載の車両の制御装置。
上記発電機で発電された電気を充電によって貯蔵するバッテリと、
エンジンに動力連結されたモータとを備え、
上記モータは、上記バッテリに貯蔵された電気によってエンジンへのトルクアシストを行うことを特徴とする請求項１乃至４記載の車両の制御装置。