JP2005337176A - ディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＭ再生制御が実施されるまでの間にフィルタが詰まるのを抑制すること。
【解決手段】フィルタが詰まりかかっており、かつＰＭ再生条件が成立していない場合は（ステップＳ１１肯定、Ｓ１２否定）、当該ＰＭ再生条件が成立するまでの間、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値よりも大きければ、モータジェネレータによるトルクアシストを実施するとともにエンジンの負荷を低減させ（ステップＳ１５肯定、Ｓ１６、Ｓ１７）、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値よりも小さければ、モータジェネレータによるトルクアシスト量を減少させるとともにエンジンの負荷を増加させてモータジェネレータにより回生する（ステップＳ１５否定、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０否定、Ｓ２２）。バッテリ充電量ＳＯＣが少なすぎる場合は、モータジェネレータにより発電する（ステップＳ２０肯定、Ｓ２１）。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法に関し、更に詳しくは、フィルタの再生制御が実施されるまでの間に当該フィルタが詰まるのを抑制することができるディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法に関する。

近年、地球環境の保全や省資源の観点から、ディーゼルハイブリッド車両の開発が行われている。たとえば、このディーゼルハイブリッド車両は、ディーゼルエンジンと、このディーゼルエンジン出力による発電またはバッテリ電力によるエンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、排気ガス中の粒子状物質（以下、ＰＭと略称する）を捕集するフィルタと、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）とを備えたものが公知である（たとえば、特許文献１参照）。

ところで、上記フィルタは、捕集されるＰＭが多くなると次第に目詰まりしてきて圧力損失が大きくなりエンジン出力の低下等を招くため、目詰まりがある程度に達したところで捕集したＰＭを燃焼させて目詰まりを解消する再生処理（以下、ＰＭ再生と称する）が必要となる。このＰＭ再生の方法として、たとえばエンジン負荷を高めて高温の排気ガスをフィルタに供給することによりＰＭを燃焼させるものが公知である。このようなＰＭ再生制御は、通常、所定の運転条件になるまで実行しないようにプログラムされている。

なお、関連する技術として、排気ガス中に含まれるＰＭ成分が所定値以下となるようにディーゼルエンジンを運転するとともに、当該エンジンの不足トルクをモータジェネレータにより調節するものが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

また、上記フィルタの再生要求がある場合に、上記バッテリ充電量の下限値を通常運転時よりも低い値とすることにより、当該バッテリの連続充電時間を延長し、比較的高温の排気ガスが供給される高負荷状態での連続運転時間を延長する。これにより、フィルタに堆積したＰＭの燃焼時間を比較的長く確保し、フィルタの再生を促進する制御技術が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。

特開２００２−２３４３６３号公報 特開２００２−１１５５７６号公報 特開２００２−２４２７２１号公報

しかしながら、従来のＰＭ再生制御は、通常、所定の運転条件になるまで実行されないので、ＰＭが所定量を超えて堆積しているのにもかかわらず、再生タイミングが来ない場合も起こり得る。したがって、この再生タイミングを待つ間にもフィルタによるＰＭ過捕集を回避するためにスモークの発生を極力抑制する必要がある。

特に、フィルタが詰まりかけている状態、すなわちＰＭの堆積量が所定量を超えている状態では、スモークの発生によりＰＭが過捕集され、フィルタ詰まりによる背圧上昇によりエンジン出力が低下する虞があった。また、触媒を担持しているフィルタでは、その再生時に詰まりすぎたＰＭが一気に燃え、触媒が熱劣化してしまう虞があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間にフィルタが詰まるのを抑制することができるディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、走行駆動源としてのディーゼルエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、前記エンジンの排気通路に設けられ排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタにおける前記粒子状物質の詰まり具合を検出または推定する詰まり検出手段と、前記バッテリの充電量を検出または推定する充電量検出手段とを備えたディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり低減制御方法において、前記詰まり検出手段によって前記フィルタが詰まっていると検出または推定され、かつ前記フィルタを再生させるための再生制御条件が成立していない場合は、当該再生制御条件が成立するまでの間、前記充電量検出手段によって検出または推定された前記バッテリ充電量が所定の閾値よりも大きければ、前記モータジェネレータによるトルクアシストを実施するとともに前記エンジンの負荷を低減させ、前記バッテリ充電量が所定の閾値よりも小さければ、前記モータジェネレータによるトルクアシスト量を減少させるとともに前記エンジンの負荷を増加させて前記モータジェネレータにより回生することを特徴とするものである。

また、この発明の請求項２に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、請求項１に記載の発明において、前記ディーゼルハイブリッド車両は、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置を更に備え、前記エンジンが前記排気ガス再循環装置の作動領域で運転されている時には、当該エンジンを等トルク線に沿って高回転数側にシフトし前記排気ガス再循環装置の非作動領域もしくは作動領域にて運転することを特徴とするものである。

また、この発明の請求項３に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、走行駆動源としてのディーゼルエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、前記エンジンの排気通路に設けられ排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタにおける前記粒子状物質の詰まり具合を検出または推定する詰まり検出手段と、前記バッテリの充電量を検出または推定する充電量検出手段と、前記排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置とを備えたディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり低減制御方法において、前記詰まり検出手段によって前記フィルタが詰まっていると検出または推定され、かつ前記フィルタを再生させるための再生制御条件が成立していない場合は、当該再生制御条件が成立するまでの間、前記エンジンが前記排気ガス再循環装置の作動領域で運転されている時には、当該エンジンを前記排気ガス再循環装置の非作動領域にて運転することを特徴とするものである。

また、この発明の請求項４に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、請求項３に記載の発明において、前記エンジンが前記排気ガス再循環装置の作動領域で運転されている時には、当該エンジンの負荷を増加して前記排気ガス再循環装置の非作動領域で運転するとともに、要求負荷との差に応じて前記モータジェネレータの回生制御を実施することを特徴とするものである。

また、この発明の請求項５に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、請求項４に記載の発明において、前記モータジェネレータの回生制御により前記バッテリ充電量が所定の上限値を超える場合には、前記モータジェネレータによるトルクアシストを実施するとともに、前記エンジンの負荷を低減させることを特徴とするものである。

また、この発明の請求項６に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、走行駆動源としてのディーゼルエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、前記エンジンの排気通路に設けられ排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタにおける前記粒子状物質の詰まり具合を検出または推定する詰まり検出手段と、前記バッテリの充電量を検出または推定する充電量検出手段とを備えたディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり低減制御方法において、前記車両は、前記バッテリ電力によって駆動され過給を行う電動過給システムを更に備え、前記詰まり検出手段によって前記フィルタが詰まっていると検出または推定され、かつ前記フィルタを再生させるための再生制御条件が成立していない場合は、当該再生制御条件が成立するまでの間、前記充電量検出手段によって検出または推定された前記バッテリ充電量が所定の閾値よりも大きい場合には、前記エンジンの燃料噴射量を一定としたまま前記電動過給システムを作動させ吸入空気量を増加させることを特徴とするものである。

この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法（請求項１）によれば、フィルタが詰まりかけている場合にエンジン負荷を低減することにより、すなわち燃料噴射量を低減して空燃比をリーンにすることによりスモークの発生を抑制することができ、フィルタ再生制御が実施されるまでの間、フィルタが詰まるのを遅らせることができる。また、エンジン負荷の変動をモータジェネレータによるトルクアシストの増減により吸収することができ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法（請求項２）によれば、低回転高負荷側にあるエンジンの運転点を、スモークリミットに対して余裕のある高回転低負荷側に等トルク線に沿ってシフトすることにより、スモークの発生を低減することができる。特に、エンジンの運転点を排気ガス再循環装置の非作動領域にシフトする場合には、新気量が増加するのでスモークの発生を更に低減することができる。

また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法（請求項３）によれば、排気ガス再循環装置の作動領域で運転されているエンジンの負荷を増加し、排気ガス再循環装置の非作動領域での運転に移行させることによってスモークの発生を抑制し、フィルタ詰まりの進行を遅らせることができる。

また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法（請求項４）によれば、エンジン負荷の増加によって生じる余剰エネルギを、モータジェネレータの回生制御によって電力として回収することができ、燃費の悪化を抑制することができる。

また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法（請求項５）によれば、モータジェネレータによる長時間発電によって充電された電力を有効活用し、モータジェネレータによるトルクアシストを実施することによって燃費の悪化を抑制することができる。また、このときエンジンの負荷が低減されるので、スモークの排出量を抑制することができる。

また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法（請求項６）によれば、フィルタが詰まりかけている場合にエンジンの燃料噴射量を一定としたまま電動過給システムを作動させることにより、エンジン負荷が一定の状態で新気量を増やすことができるので、スモークの発生を低減することができ、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間、フィルタが詰まるのを遅らせることができる。

以下に、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

先ず、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成について図２および図３に基づいて説明する。ここで、図２は、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図、図３は、ディーゼルエンジンの概略構成を示す模式図である。

図２に示すように、ディーゼルハイブリッド車両１０には、走行駆動源としてのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）１１が設けられている。このエンジン１１は、図３に示すように、コモンレール方式の燃料噴射システム１１ａにより燃料噴射量および燃料噴射時期が制御されるようになっている。また、吸気通路２１には、吸入空気量を検出するエアフロメータ２２と、後述するコンプレッサ２６ａにより圧縮され高温になった吸入空気を冷却するインタクーラ２８と、吸入空気量を調節するスロットル弁２４を備えている。

また、このエンジン１１は、排気ガス圧力を利用してタービン２６ｂを回転させることで同軸のコンプレッサ２６ａを駆動し、吸気量を増大させることによりエンジントルクをアシストするターボ過給機２６を備えている。また、排気通路３０には、排気ガス中のＰＭおよび窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担持した周知の排気浄化装置であるパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称する）３３が設けられている。

また、この排気通路３０におけるフィルタ３３の上流側と下流側には、それぞれ図示しない圧力センサ（詰まり検出手段）が設けられ、その差圧を検出することにより、ＰＭのフィルタ３３への堆積量を検出または推定できるように構成されている。なお、このフィルタ３３には、触媒床温を検出する温度センサ（図示せず）も設けられている。また、排気通路３０には、空燃比を検出する空燃比（Ａ／Ｆ）センサ（図示せず）や排気ガス温度を検出する排気温センサ（図示せず）等が設けられている。

また、このエンジン１１は、必要時に排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）３５を備えている。すなわち、このＥＧＲ装置３５のＥＧＲ通路３６には、排気マニホルド３０ａ側から吸気マニホルド２１ａ側に向けて順にＥＧＲクーラ触媒３９、ＥＧＲクーラ３７、ＥＧＲ弁３８が設けられ、これらを経た排気ガスが吸気マニホルド２１ａに還流されるようになっている。

スロットル弁２４により流量を調節された新気と、ＥＧＲ装置３５を経たＥＧＲガスとは、吸気マニホルド２１ａからエンジン１１の筒内に供給される。また、エンジン１１から排出された排気ガスは、ターボ過給機２６のタービン２６ｂを駆動し、パティキュレートフィルタ３３および図示しないマフラーを経て外部に排出される。そして、タービン２６ｂ上流の一部の排気ガスは、ＥＧＲ通路３６のＥＧＲクーラ３７およびＥＧＲ弁３８を経て吸気系に還流される。

また、エンジン１１で発生する駆動力は、自動変速可能な有段変速機（以下、ＭＭＴ（マルチモードマニュアルトランスミッション）と記す）１２、ディファレンシャルギヤ１５およびドライブシャフト１４を介して駆動輪１３に伝達されるようになっている。このＭＭＴ１２は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチュエータで電気的に自動制御するものである。エンジン１１とＭＭＴ１２間には、動力伝達の接離を行うクラッチ１２ａが備えられており、走行状態に応じて接離操作をアクチュエータで電気的に自動制御されるようになっている。

また、エンジン１１は、上記ＭＭＴ１２から指令される要求エンジントルクを出力するために、その燃料噴射量や吸入空気量等が制御されるように構成されている。エンジン１１の要求燃料噴射量は、たとえば、エンジンの回転数（回転速度）およびアクセル開度からマップ等に基づいて決定され、上記燃料噴射システム１１ａにより噴射されるようになっている。

また、駆動系歯車装置（ギヤトレーン）を一体化したモータジェネレータ（ＭＧ）１７は、インバータ１９を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ２０と接続され、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの２つの運転状態をとり得るように構成されている。

たとえば、このモータジェネレータ１７は、力行運転モードではバッテリ２０からの電力供給を受けて、ドライブシャフト１４を駆動するための動力を発生する。また、回生運転モードでは、モータジェネレータ１７は、エンジン１１あるいはドライブシャフト１４から伝達される駆動力を電力に変換し、バッテリ２０を充電する。

モータジェネレータ１７が力行運転モードあるいは回生運転モードのいずれかで運転されるかは、バッテリ２０の充電量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を勘案して決定される。このバッテリ充電量ＳＯＣは、所定のバッテリセンサ（充電量検出手段）により常時監視され、そのセンサ検出値に基づいて当該充電量が検出または推定されるようになっている。

以上のように構成されたディーゼルハイブリッド車両１０は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって、図示しない車速センサやアクセル開度センサ等、各種センサからの出力情報に基づいて、以下のように基本制御され、種々の状態で走行することができる。

すなわち、ディーゼルハイブリッド車両１０が走行を始めた比較的低速な状態では、エンジン１１を停止したまま、モータジェネレータ１７を力行することにより走行（ＥＶ走行）する。そして、走行開始後にディーゼルハイブリッド車両１０が所定の速度もしくは負荷に達すると、モータジェネレータ１７を用いてエンジン１１をクランキングして始動し、当該エンジン１１を用いた運転に移行する。

また、定常運転時には、通常は、エンジン１１がドライブシャフト１４の要求動力とほぼ等しい出力を発生するように運転される。このとき、エンジン１１の出力のほぼすべてがドライブシャフト１４に伝えられる。

バッテリ２０の充電量ＳＯＣが予め定められた基準値以下に低下している場合には、エンジン１１がドライブシャフト１４の要求出力以上の出力で運転され、その余剰動力の一部はモータジェネレータ１７によって電力として回生され、バッテリ２０の充電に利用される。そして、エンジン１１の出力トルクが不足する場合には、バッテリ２０の充電量ＳＯＣに応じてモータジェネレータ１７によって不足分のトルクがアシストされ、必要トルクが確保される。

なお、上記ディーゼルハイブリッド車両１０は、燃料の節約と排気エミッションの低減を図るために、いわゆるエコラン（エコノミー＆エコロジーランニング）制御もなされる。たとえば、交差点における信号待ち等でディーゼルハイブリッド車両１０が停車した場合に、所定の停止条件下でエンジン１１を自動停止させ、その後、所定の再始動条件下（たとえば、アクセルペダルを踏み込んだとき）でエンジン１１を再始動させる制御もなされる。

以上が本発明に係るディーゼルハイブリッド車両１０の基本構成および基本制御動作である。

つぎに、本発明の要部であるディーゼルハイブリッド車両１０のフィルタ詰まり抑制制御方法について説明する。本発明の趣旨は、上記フィルタ３３が詰まっていると検出または推定され、かつフィルタ３３を再生させるためのＰＭ再生条件（再生制御条件）が成立していない場合は、当該ＰＭ再生条件が成立するまでの間、スモークの排出量が少ないエンジン運転状態にシフトさせることにある。以下、この制御方法の具体例を図１に基づいて図２および図４を参照しつつ説明する。ディーゼルハイブリッド車両１０は高負荷運転されており、ターボ過給機２６およびＥＧＲ装置３５を作動させている場合を例にして説明する。以下の制御は、上記ＥＣＵによって実行される。

ここで、図１は、この発明の実施例１に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を示すフローチャート、図４は、制御概念を示す説明図である。この図４において、実エンジントルク値ＴＥＴは、アクセル開度や車速から定まる走行条件においてエンジン１１が出力する実際のトルク値であり、所定のマップ等に基づいて算出される。

また、エンジントルク推定値ＴＥＣは、アクセル開度や車速から定まる走行条件においてエンジン１１が出力すべきトルク推定値（ドライバ要求トルク）であり、所定のマップ等に基づいて算出される。このエンジントルク推定値ＴＥＣが実エンジントルク値ＴＥＴを上回る場合には、図中のハッチングで示すように、モータジェネレータ１７によってトルクアシストが実施され、不足するトルクが補われる。

先ず、フィルタ３３のＰＭの詰まり具合を判断するために、上記圧力センサによってフィルタ３３の圧力損失値を検出する（ステップＳ１０）。そして、フィルタ３３の圧力損失値が所定の閾値よりも大きくないならば（ステップＳ１１否定）、フィルタ３３は詰まっておらず、通常状態（時間ｔ１以前）であると判断できるので、詰まり低減制御を終了し、図示しない通常の制御ルーチンにてエンジン１１およびモータジェネレータ１７のトルク制御を行う。なお、上記圧力損失の閾値は、走行条件に応じてマップ等に定められた値を用いることができる。

一方、フィルタ３３の圧力損失値が所定の閾値よりも大きいならば（ステップＳ１１肯定）、フィルタ３３が詰まりかけていると判断できるので、つぎにＰＭ再生条件が成立しているか否か、すなわち予め定められた所定の再生タイミングになっているか否かを判断する（ステップＳ１２）。

ＰＭ再生条件が成立しているならば（ステップＳ１２肯定）、ＰＭ再生制御を実施してフィルタの詰まりを解消する（ステップＳ１３）。なお、このＰＭ再生方法は、公知手段によって実施することができ、たとえばエンジン１１の負荷を増加さて高温の排気ガスをフィルタ３３に供給することによりＰＭを燃焼させればよい。

一方、ＰＭ再生条件が成立していないならば（ステップＳ１２否定）、上記バッテリセンサによりバッテリ充電量ＳＯＣを読み込み（ステップＳ１４）、バッテリ充電量ＳＯＣの余裕度を判断する（ステップＳ１５）。

バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値（たとえば６０％）よりも大きい場合には（ステップＳ１５肯定）、バッテリ充電量ＳＯＣに余裕があるため、時間ｔ１〜ｔ２において通常時（時間ｔ１以前）のエンジントルク推定値ＴＥＣとほぼ同一となるようにモータジェネレータ１７によるトルクアシストを実施するとともに（ステップＳ１６）、当該通常時の場合と比べて実エンジントルク値ＴＥＴを所定量低減させる（ステップＳ１７）。そして、ＰＭ再生条件の成立を判断するステップ１２に戻る。なお、この低減量は、当該運転条件下においてスモーク発生量が最少となるように予め最適値がマップ化されており、当該マップに基づいて算出される。

このように制御することにより、運転者にトルク変動を感じさせることなく、エンジン１１の負荷を低減させ、スモークの発生を抑制することができるので、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間、フィルタ３３が詰まるのを遅らせることができる。

一方、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値（たとえば６０％）よりも小さい場合（時間ｔ２以降）には（ステップＳ１５否定）、バッテリ充電量ＳＯＣに余裕がないので、モータジェネレータ１７によるトルクアシスト量を低減するとともに（ステップＳ１８）、当該バッテリ充電量ＳＯＣを監視し、これが所定の下限閾値（たとえば４５％）を上回るまでモータジェネレータ１７により発電（回生）する（ステップＳ１９〜Ｓ２１）。

そして、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の下限閾値（たとえば４５％）を上回ったら（ステップＳ２０否定）、エンジン１１に発電分の負荷を付与する。すなわち、エンジン１１の負荷を増加させ（ステップＳ２２）、ＰＭ再生条件の成立を判断するステップＳ１２に戻る。

このエンジン１１の負荷を増加させる方法について、図５に基づいて説明する。ここで、図５は、エンジンの運転点を示す概念図である。図５中の各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、エンジン１１の運転点を示しているとともに、トルク値を示している。

一般に、エンジン１１をＥＧＲ領域（ＥＧＲ装置３５を作動させる領域）で高負荷運転するよりも、ＥＧＲカット領域（ＥＧＲ装置３５を作動させない領域）で運転した方が新気量が増えるため、スモークの発生が少ないことが知られている。

そこで、図５に示すように、たとえばＥＧＲ領域の運転点Ｐ１で運転されているエンジン１１の負荷を現エンジン回転数を維持したまま増加し、ＥＧＲカット領域での運転点Ｐ３での運転に移行するように制御する。運転点Ｐ２は、走行に必要なドライバ要求トルクであり、（Ｐ２−Ｐ１）の不足トルク分は、モータジェネレータ１７によるトルクアシストの実施によって補うことができる。そして、エンジン１１による負荷増加分（Ｐ３−Ｐ２）は、モータジェネレータ１７によって回生される。

このように、フィルタ３３が詰まりかけている場合にエンジン１１をＥＧＲカット領域で運転することにより新気量を増加させてスモークの発生を低減することができるので、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間、フィルタ３３が詰まるのを遅らせることができる。

なお、図５に示すように、ＥＧＲ領域における低回転高負荷領域にあるエンジン１１の運転点Ｐ１を等トルク線に沿ってシフトし、ＥＧＲカット領域における高回転低負荷領域の運転点Ｐ４としてもよい。このようにエンジン１１の負荷を低減することにより、すなわち燃料噴射量を低減して空燃比をリーンにすることによりスモークの発生を低減することができる。また、エンジン１１をＥＧＲカット領域で運転することにより新気量が増加するので、スモークの発生を更に低減することができる。

あるいは、同じく図５に示すように、ＥＧＲ領域における低回転高負荷領域にあるエンジン１１の運転点Ｐ１を等トルク線に沿ってシフトし、ＥＧＲ領域における高回転低負荷領域の運転点Ｐ４’としてもよい。この場合もエンジン１１の負荷を低減し空燃比をリーンにすることにより、スモークの発生を低減することができる。

但し、これらの場合において低回転高負荷領域にある運転点Ｐ１は燃費が高く、この運転点Ｐ１を高回転低負荷領域の運転点Ｐ４あるいは運転点Ｐ４’にシフトすると、燃費が悪化する虞がある。そこで、運転点Ｐ４あるいは運転点Ｐ４’からそれぞれエンジン１１の回転数を維持したまま当該エンジン１１の負荷を上げ、要求トルク（等トルク線）に対する余剰トルク分だけモータジェネレータ１７による回生を行うことにより燃費を向上させてもよい。

以上のように、この実施例１に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法によれば、フィルタ３３が詰まりかけている場合にエンジン１１をＥＧＲカット領域で運転することにより、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間にスモークが更に発生するのを抑制することができ、フィルタ３３が詰まるのを抑制することができる。

なお、フィルタ３３として、排気ガス中のＰＭおよびＮＯｘを浄化するために、ＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタを用いるものとして説明したが、これに限定されず、ＮＯｘ触媒に代えて酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタや、これらの触媒を担持しないパティキュレートフィルタを用いてもよい。

図６は、この発明の実施例２に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を示すフローチャート、図７は、エンジンの運転点を示す概念図である。図７中の各点Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７は、エンジン１１の運転点を示しているとともに、トルク値を示している。本実施例２の制御対象であるディーゼルハイブリッド車両１０は、上記実施例１で示したものと同一の構成となっている。したがって、以下の説明において、すでに説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付して重複説明を省略する。

上述したように、フィルタ３３が詰まりかけている場合にエンジン１１をＥＧＲ領域で高負荷運転するよりも、ＥＧＲカット領域で運転した方がスモークの発生が少ないことが知られている。そこで、本実施例２は、フィルタ３３が詰まりかけており、かつＰＭ再生条件が成立していない場合に、ＥＧＲ領域で運転されているエンジン１１の負荷を増加し、ＥＧＲカット領域での運転に移行させることによってスモークの発生を抑制し、フィルタ３３の詰まりの進行を遅らせるように制御することを特徴とするものである。また、その際に回生制御によって得られた余剰電力を利用してモータジェネレータ１７によるトルクアシストを実施することを特徴とするものである。以下、更に詳しく説明する。

図６に示すステップＳ３０〜ステップＳ３３は、上記実施例１の図１に示したステップＳ１０〜ステップＳ１３と同一であるので重複説明を省略することとし、ステップＳ３２の判断が否定の場合以降について説明する。すなわち、ＰＭ再生条件が成立していないならば（ステップＳ３２否定）、エンジン１１がＥＧＲ領域で運転されているか否かを判断する（ステップＳ３４）。エンジン１１がＥＧＲ領域で運転されていないならば（ステップＳ３４否定）、ＰＭ再生条件の成立を判断するステップ３２に戻る。一方、エンジン１１がＥＧＲ領域で運転されているならば（ステップＳ３４肯定）、以下の詰まり低減制御を行う。

すなわち、図７に示すように、たとえばエンジン１１がＥＧＲ領域の運転点Ｐ５で運転されている場合には、モータジェネレータ１７によって発電（回生）するとともに、エンジン１１の負荷を増加し、ＥＧＲカット領域の運転点Ｐ６での運転に移行する（ステップＳ３５）。モータジェネレータ１７によって発電するのは、運転点Ｐ５においてドライバ要求トルクは満たされているので、エンジン１１による負荷増加分（Ｐ６−Ｐ５）を電力エネルギとして回収するためである。

このように、エンジン１１をＥＧＲカット領域で運転することにより、スモークの発生を抑制することができ、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間、フィルタ３３が詰まるのを遅らせることができる。

また、モータジェネレータ１７によって長時間発電すると、バッテリ充電量ＳＯＣが増加する。そこで、バッテリ充電量ＳＯＣを読み込み（ステップＳ３６）、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の上限値（たとえば８０％）を下回っている間は、モータジェネレータ１７による発電と、エンジン１１のＥＧＲカット領域での運転を続行する（ステップＳ３７否定）。

そして、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の上限値（たとえば８０％）を上回ったならば（ステップＳ３７肯定）、図７に示すように、エンジン１１の負荷を低減しＥＧＲ領域の運転点Ｐ７での運転に移行するとともに、（Ｐ５−Ｐ７）の不足トルク分は、上記バッテリ電力を用いたモータジェネレータ１７によるトルクアシストの実施によって補われる（ステップＳ３８）。

これにより、燃費の悪化を抑制することができる。また、このときエンジン１１の負荷が低減されるので、スモークの排出量が少なくなる。ステップＳ３８の実施後は、ＰＭ再生条件の成立を判断するステップＳ３２に戻る。

以上のように、この実施例２に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法によれば、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間にスモークの発生を抑制することができ、フィルタ３３が詰まるのを抑制することができる。

図８は、モータアシストターボ過給機を備えたディーゼルエンジンを示す模式図である。本実施例３の制御対象であるディーゼルハイブリッド車両１０は、上記実施例１で示したターボ過給機２６（図３参照）に代えて、後述するモータアシストターボ過給機を備えている。その他の構成は、上記実施例１の場合と同一である。したがって、以下の説明において、すでに説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付して重複説明を省略する。

図８に示すように、電動過給システム２６Ａは、電気モータ２６ｃを備え、必要時にこの電気モータ２６ｃによってコンプレッサ２６ａを駆動できるように構成されたモータアシストターボ過給機である。この電気モータ２６ｃの電力は、上記バッテリ２０から供給される。したがって、エンジン１１の高負荷運転時に燃料噴射量を一定としたまま電動過給システム２６Ａを作動させることにより、吸気量を増加させ当該エンジン出力のアシストを行うことによってスモークの発生を抑制することができるように構成されている。

なお、この電動過給システム２６Ａに代えて、たとえば図９に示すように、排気圧力のみで駆動する通常のターボ過給機に、電気モータで駆動されることにより吸気を圧縮するモータコンプレッサ２３を組み合わせて構成した電動過給システム２６Ｂを用いてもよい。このモータコンプレッサ２３の電力は、上記バッテリ２０から供給される。ここで、図９は、他の電動過給システムを備えたディーゼルエンジンを示す模式図である。

つぎに本実施例３に係る制御方法について図１０に基づいて説明する。ここで、図１０は、この発明の実施例３に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を示すフローチャートである。なお、ディーゼルハイブリッド車両１０の高負荷運転時を例にして説明する。

図１０に示すステップＳ４０〜ステップＳ４４は、上記実施例１の図１に示したステップＳ１０〜ステップＳ１４と同一であるので重複説明を省略することとし、ステップＳ４５以降について説明する。すなわち、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値（たとえば６０％）を超えているか否かを判断し（ステップＳ４５）、バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値を超えていないならば（ステップＳ４５否定）、バッテリ充電量ＳＯＣに余裕がないので、電動過給システム２６Ａを作動させず、ＰＭ再生条件の成立を判断するステップＳ４２に戻る。

バッテリ充電量ＳＯＣが所定の閾値を超えているならば（ステップＳ４５肯定）、バッテリ充電量ＳＯＣに余裕があるので、エンジン１１の燃料噴射量を一定としたまま電動過給システム２６Ａを作動させ（ステップＳ４６）、吸気量を増加させる。これにより新気量が増加するので、スモークの発生を低減することができる。ステップＳ４６の実施後は、ＰＭ再生条件の成立を判断するステップＳ４２に戻る。

以上のように、この実施例３に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法によれば、フィルタ３３が詰まりかけている場合にエンジン１１の燃料噴射量を一定としたまま電動過給システム２６Ａを作動させることにより、スモークの発生を抑制することができ、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間、フィルタ３３が詰まるのを遅らせることができる。

以上のように、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法は、ディーゼルハイブリッド車両に有用であり、特に、ＰＭ再生制御が実施されるまでの間にフィルタが詰まるのを抑制することができる制御方法に適している。

この発明の実施例１に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を示すフローチャートである。 ディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。 ディーゼルエンジンの概略構成を示す模式図である。 制御概念を示す説明図である。 エンジンの運転点を示す概念図である。 この発明の実施例２に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を示すフローチャートである。 エンジンの運転点を示す概念図である。 モータアシストターボ過給機を備えたディーゼルエンジンを示す模式図である。 他の電動過給システムを備えたディーゼルエンジンを示す模式図である。 この発明の実施例３に係るディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ディーゼルハイブリッド車両
１１ ディーゼルエンジン
１７ モータジェネレータ
２０ バッテリ
２６Ａ、２６Ｂ 電動過給システム
３０ 排気通路
３３ パティキュレートフィルタ（フィルタ）
３５ ＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）
ＳＯＣ バッテリ充電量

Claims (6)

1. 走行駆動源としてのディーゼルエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、前記エンジンの排気通路に設けられ排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記フィルタにおける前記粒子状物質の詰まり具合を検出または推定する詰まり検出手段と、
   前記バッテリの充電量を検出または推定する充電量検出手段と、
   を備えたディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり低減制御方法において、
   前記詰まり検出手段によって前記フィルタが詰まっていると検出または推定され、かつ前記フィルタを再生させるための再生制御条件が成立していない場合は、当該再生制御条件が成立するまでの間、
   前記充電量検出手段によって検出または推定された前記バッテリ充電量が所定の閾値よりも大きければ、前記モータジェネレータによるトルクアシストを実施するとともに前記エンジンの負荷を低減させ、
   前記バッテリ充電量が所定の閾値よりも小さければ、前記モータジェネレータによるトルクアシスト量を減少させるとともに前記エンジンの負荷を増加させて前記モータジェネレータにより回生することを特徴とするディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法。
2. 前記ディーゼルハイブリッド車両は、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置を更に備え、
   前記エンジンが前記排気ガス再循環装置の作動領域で運転されている時には、当該エンジンを等トルク線に沿って高回転数側にシフトし前記排気ガス再循環装置の非作動領域もしくは作動領域にて運転することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法。
3. 走行駆動源としてのディーゼルエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、前記エンジンの排気通路に設けられ排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記フィルタにおける前記粒子状物質の詰まり具合を検出または推定する詰まり検出手段と、
   前記バッテリの充電量を検出または推定する充電量検出手段と、
   前記排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置と、
   を備えたディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり低減制御方法において、
   前記詰まり検出手段によって前記フィルタが詰まっていると検出または推定され、かつ前記フィルタを再生させるための再生制御条件が成立していない場合は、当該再生制御条件が成立するまでの間、
   前記エンジンが前記排気ガス再循環装置の作動領域で運転されている時には、当該エンジンを前記排気ガス再循環装置の非作動領域にて運転することを特徴とするディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法。
4. 前記エンジンが前記排気ガス再循環装置の作動領域で運転されている時には、当該エンジンの負荷を増加して前記排気ガス再循環装置の非作動領域で運転するとともに、要求負荷との差に応じて前記モータジェネレータの回生制御を実施することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法。
5. 前記モータジェネレータの回生制御により前記バッテリ充電量が所定の上限値を超える場合には、前記モータジェネレータによるトルクアシストを実施するとともに、前記エンジンの負荷を低減させることを特徴とする請求項４に記載のディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法。
6. 走行駆動源としてのディーゼルエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、前記エンジンの排気通路に設けられ排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記フィルタにおける前記粒子状物質の詰まり具合を検出または推定する詰まり検出手段と、
   前記バッテリの充電量を検出または推定する充電量検出手段と、
   を備えたディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり低減制御方法において、
   前記車両は、前記バッテリ電力によって駆動され過給を行う電動過給システムを更に備え、
   前記詰まり検出手段によって前記フィルタが詰まっていると検出または推定され、かつ前記フィルタを再生させるための再生制御条件が成立していない場合は、当該再生制御条件が成立するまでの間、
   前記充電量検出手段によって検出または推定された前記バッテリ充電量が所定の閾値よりも大きい場合には、前記エンジンの燃料噴射量を一定としたまま前記電動過給システムを作動させ吸入空気量を増加させることを特徴とするディーゼルハイブリッド車両のフィルタ詰まり抑制制御方法。
   

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