JP2007237794A - ハイブリッド車両の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンとモータとを備えるハイブリッド車両において、排気浄化装置（ＤＰＦ）の再生中に、ＤＰＦが過温度となった場合、ＤＰＦ温度を速やかに低下させる。
【解決手段】 ＤＰＦが過温度と判定されたとき、バッテリ充電量ＳＯＣに応じ、ＳＯＣが高レベルの場合は、モータの出力を増加させて、モータによりエンジンを所定回転速度以上で連れ回すように制御する（Ｍ＝３）。ＳＯＣが低レベルの場合は、エンジンの空燃比をリッチ化すると共に、エンジンの出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力でモータを駆動して発電を行わせるように制御する（Ｍ＝２）。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、車両の駆動源として、内燃機関と、発電機を兼ねる電気モータとを備えるハイブリッド車両に関し、特にその内燃機関の排気浄化装置（ＰＭ捕集用フィルタ、ＮＯｘ吸着触媒等）の再生技術に関する。

特許文献１に記載の車両では、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置（ＮＯｘ吸着触媒）に堆積する堆積物（硫黄）の堆積量が所定値を超えて、再生時期になると、排気浄化装置（ＮＯｘ吸着触媒）の温度を上昇させて、これに堆積する堆積物（硫黄）を燃焼除去することにより、排気浄化装置（ＮＯｘ吸着触媒）を再生（被毒解除）している。
特開２００２−０９７９３９号公報

ところで、排気浄化装置の再生中に、何らかの理由で急激な燃焼が起こると、発熱により燃焼速度が更に大きくなり、過温度となることがある。かかる場合には、排気浄化装置の温度を低下させる必要があるが、機関の低回転低負荷領域では、空燃比の低下（リッチ化）しか、温度抑制の得策がない。しかし、低回転低負荷領域でのリッチ化は、燃焼不安定を招いて、排気（ＨＣ）や燃費の大幅な悪化が懸念される。

本発明は、このような実状に鑑み、ハイブリッド車両であることを前提に、排気浄化装置の再生中の過温度を排気や燃費の悪化を招くことなく抑制できるようにすることを目的とする。

このため、本発明は、排気浄化装置の再生中に、排気浄化装置が過温度と判定されたときに、機関の空燃比をリッチ化すると共に、機関の出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力でモータを駆動して発電を行わせる制御、又は、モータの出力を増加させて、モータにより機関を所定回転速度以上で連れ回す制御のいずれかを実施する構成とする。

より具体的には、排気浄化装置の再生中に、排気浄化装置が過温度と判定されたときに、バッテリの充電状態に応じ、前記機関の出力を増加させる制御と、前記モータの出力を増加させる制御と、を選択的に切換える構成とする。

本発明によれば、機関の空燃比をリッチ化すると共に、機関の出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力でモータを駆動して発電を行わせる制御を実施することにより、排気や燃費の悪化を招く機関の低負荷領域での空燃比リッチ化を回避しつつ、高負荷領域でのリッチ化により、排気浄化装置の温度低下を図ることができ、また余剰出力は発電に回して、バッテリに充電することにより、後刻に利用できることから、燃費も向上できる。

また、モータの出力を増加させて、モータにより機関を所定回転速度以上で連れ回す制御を実施することにより、機関を低負荷（無負荷）高回転状態として、排気浄化装置に冷却用のガス（空気）を供給することで、排気浄化装置を速やかに温度低下できる。
また、前記機関の出力を増加させる制御（バッテリに充電する制御）の実施には、バッテリの充電量が低いことが望ましく、前記モータの出力を増加させる制御の実施には、バッテリの充電量が高いことが望ましいので、バッテリ充電量に応じて、切換えることで、最適な制御を実施できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両のシステム図である。
ハイブリッド車両では、車両の駆動源として、内燃機関（以下「エンジン」という）１と、発電機を兼ねる電気モータ（モータジェネレータともいう）２とを備える。モータ２はインバータ３を介してバッテリ４と電気的に接続されている。

エンジン１及びモータ２の出力軸は、それぞれ変速機（ベルト式無段変速機；ＣＶＴ）５ｅ、５ｍ、クラッチ６ｅ、６ｍを介して、終減速ギア装置７の入力軸に連結されている。そして、終減速ギア装置７の出力軸（車軸）８に駆動輪が取付けられている。
エンジン１は、例えばディーゼルエンジンで、燃料噴射量等を制御することで任意のトルクを発生させることができる。また、燃料噴射時期の遅角（膨張行程又は排気行程でのポスト噴射を含む）により、排気温度を上昇させることができる。

モータ２は、バッテリ４の電力を消費して任意のトルクを発生させることができる。
エンジン１及びモータ２は、それぞれのクラッチ６ｅ、６ｍにより、各々単独で、又は両者共同して、車両を駆動可能である。
車両の減速時においては、エンジン１によるエンジンブレーキが可能である一方、モータ２は発電機として機能し、モータ２による回生制動が可能であり、回生制動時に生じる発電電力をインバータ３経由でバッテリ４に充電可能としている。また、エンジン１による駆動中にクラッチ６ｍ及び変速機５ｍを経由してモータ２を駆動、すなわち、エンジン１により車両とモータ２とを駆動することで、モータ２による発電電力をインバータ３経由でバッテリ４に充電可能としている。

ここにおいて、ディーゼルエンジン１の排気通路には、排気浄化装置として、酸化触媒９、ＮＯｘ吸着触媒１０、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（以下「ＤＰＦ」という）１１を設けてある。
酸化触媒９は、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化処理する。
ＮＯｘ吸着触媒１０は、排気中のＮＯｘを吸着するもので、リッチ雰囲気にてＮＯｘを脱離浄化可能である。

ＤＰＦ１１は、排気中のＰＭ（粒子状物質；Particulate Matter）を捕集するもので、再生時のＰＭの燃焼を促進するために触媒が担持されている。
ここにおいて、ＤＰＦ１１については、捕集したＰＭの堆積により、目詰まりを起こして、排気抵抗の増加による運転性の悪化を招くことから、ＰＭ堆積量を推定し、これが所定値以上となったときに、再生時期と判断し、ＤＰＦの温度を上昇させる再生処理を行って、ＤＰＦに堆積しているＰＭを燃焼除去することにより、ＤＰＦを再生する。

また、ＮＯｘ吸着触媒１０については、長期の使用により、硫黄（Ｓ）被毒を起こし、ＮＯｘ吸着効率の悪化を招くことから、硫黄堆積量（硫黄被毒量）を推定し、これが所定値以上となったときに、再生時期（被毒解除時期）と判断し、ＮＯｘ吸着触媒の温度を上昇させる再生処理（被毒解除処理）を行って、ＮＯｘ吸着触媒に堆積している硫黄を燃焼除去することにより、ＮＯｘ吸着触媒を再生（被毒解除）する。

排気浄化装置（ＤＰＦ１１、ＮＯｘ吸着触媒１０）の再生は、エンジン１での燃料噴射時期を遅角することにより、及び／又は、エンジン１の出力を増加させて、要求出力に対する余剰出力によりモータ２を駆動して発電させることで、エンジン１の高負荷発電運転を行うことにより、排気温度を上昇させ、排気浄化装置の温度をその堆積物の燃焼温度以上にすることによって、開始させる。

しかし、排気浄化装置（ＤＰＦ１１、ＮＯｘ吸着触媒１０）の再生中に、過大な燃焼を生じて、過温度となった場合には、温度を低下させる必要がある。
本発明では、排気浄化装置（ＤＰＦ１１、ＮＯｘ吸着触媒１０）の再生中に、過温度となった場合、（１）エンジン１の空燃比をリッチ化すると共に、エンジン１の出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力でモータ２を駆動して発電を行わせる制御、又は、（２）モータ２の出力を増加させて、モータ２によりエンジンを所定回転速度以上で連れ回す制御（望ましくは、エンジン１への燃料供給を停止し、モータ２のみで出力を得るモータ走行）のいずれかを実施する構成とする。尚、ここでいう所定回転速度とは、排気浄化装置を温度低下させることができる回転速度である。

上記（１）の制御を実施することにより、排気や燃費の悪化を招くエンジン１の低負荷領域での空燃比リッチ化を回避しつつ、高負荷領域でのリッチ化により、排気浄化装置の温度低下を図ることができ、また余剰出力は発電に回して、バッテリ４に充電することにより、後刻に利用できる。
また、上記（２）の制御を実施することにより、エンジン１を低負荷（無負荷）高回転状態として、排気浄化装置に冷却用のガス（空気）を供給することで、排気浄化装置を速やかに温度低下できる。

より具体的には、排気浄化装置の再生中に、排気浄化装置が過温度と判定されたときに、バッテリ４の充電状態に応じ、上記（１）の制御と上記（２）の制御とを選択的に切換える。
かかる制御について、ＤＰＦ１１の再生の例で、以下に詳細に説明する。
図２はハイブリッド車両の制御ブロック図である。

車両の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｂ１と、その検出結果に従ってエンジン及びモータの各運転点を決定する運転点決定手段Ｂ２と、決定されたエンジン運転点に従ってエンジンを制御するエンジン制御手段Ｂ３と、決定されたモータ運転点に従ってモータを制御するモータ制御手段Ｂ４とを備える。
その一方、前記運転点決定手段Ｂ２は、ＤＰＦの再生制御との関係で、運転モード変更手段Ｂ５により指令される運転モードに応じて、運転点を変更するように構成されており、運転モード変更手段Ｂ５には、ＤＰＦ温度検出手段Ｂ６、充電量検出手段Ｂ７から各情報が入力されている。

ＤＰＦ温度検出手段Ｂ６は、例えば、ＤＰＦの担体温度、又はＤＰＦ下流側及び／又は上流側の排気温度を検出するセンサを用い、ＤＰＦ温度Ｔを検出する。
充電量検出手段Ｂ７は、例えば、バッテリの充放電電流を検出する電流センサを用い、充放電電流を積算することで、バッテリの充電量ＳＯＣを検出する。尚、充電量ＳＯＣは、通常、満充電量に対する割合（％）として求める。

次に、ＤＰＦ温度やバッテリ充電量に応じて運転モード変更手段５により指令される運転モードについて、説明する。
運転モードには、通常モード（Ｍ＝１）、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）があるので、それぞれについて説明する。
通常モード（Ｍ＝１）は、ＤＰＦ再生中を含む通常の運転モードであり、運転状態検出手段からの運転状態情報に基づき、車両に要求される総合出力Ｐｔを算出し、図３のハイブリッド出力（エンジン／モータ出力）配分テーブルに基づいて、総合出力Ｐｔからエンジン出力Ｐｅ及びモータ出力Ｐｍを決定し、エンジン制御手段及びモータ制御手段に指令する。

エンジン制御手段では、決定されたエンジン出力Ｐｅに基づいて、図４のエンジン運転点テーブルより運転点を決定する。この運転点テーブルは、各エンジン出力値（Ｐｅ０、Ｐｅ１、・・・）に対して、燃費が最適となるトルク（Ｔｅ０、Ｔｅ１、・・・）及び回転速度（Ｎｅ０、Ｎｅ１、・・・）の組合わせを設定したものである。
モータ制御手段では、決定されたモータ出力Ｐｍに基づいて、図５のモータ運転点テーブルより運転点を決定する。この運転点テーブルは、各モータ出力値（Ｐｍ０、Ｐｍ１、・・・）に対して、燃費が最適となるトルク（Ｔｍ０、Ｔｍ１、・・・）及び回転速度（Ｎｍ０、Ｎｍ１、・・・）の組合わせを設定したものである。

エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）は、ＤＰＦが過温度で温度低下させる必要があるときで、かつ、バッテリ充電量が低いときの運転モードであり、エンジンの空燃比のリッチ化と共に実施し、エンジン出力（割合）を低負荷領域（排気中の酸素濃度を通常時よりも低減しなければ温度上昇が抑えられず、かつ、酸素濃度低下により排気悪化が懸念される領域）を脱するように増加させ、余剰出力でモータを駆動して発電を行わせる。

このため、図６のハイブリッド出力配分テーブルを用いて、要求総合出力Ｐｔからエンジン出力Ｐｅ及びモータ出力Ｐｍを決定し、エンジン制御手段及びモータ制御手段に指令する。
図６のハイブリッド出力分配テーブルでは、図３のハイブリッド出力分配テーブルに対し、低出力域でのエンジン出力を増加させる（モータ出力を０とする）ことにより、低出力域にて、要求総合出力Ｐｔに対するエンジン出力の余剰分（Ｐｅｓ−Ｐｔ）をモータ発電分とする。

尚、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）で用いるエンジン運転点テーブルは、図４と同じでもよいが、図７に示すように、空燃比リッチ化によりＨＣが悪化する低負荷領域での運転を回避できる。
モータ出力増加モード（Ｍ＝３）は、ＤＰＦが過温度で温度低下させる必要があるときで、かつ、バッテリ充電量が高いときの運転モードであり、モータ出力（割合）を増加させ、少なくとも低中出力域ではモータのみで出力を得る（モータ出力１００％）。そして、モータのみで出力を得る際は、エンジンへの燃料供給は停止するが、クラッチを接続したまま、必要によっては変速パターンを変更し、モータによりエンジンを所定回転速度以上（無負荷高回転）で連れ回して、ＤＰＦに冷却用の空気を供給する。ここでの所定回転速度は、ＤＰＦの温度を低下させることが可能な量の空気を供給できる回転速度とする。ＤＰＦ内のＰＭ燃焼熱発生よりも空気による冷却効果が上回るように制御して効果的に温度低下させる。

このため、図８のハイブリッド出力配分テーブルを用いて、要求総合出力Ｐｔからエンジン出力Ｐｅ及びモータ出力Ｐｍを決定し、エンジン制御手段及びモータ制御手段に指令する。
図８のハイブリッド出力分配テーブルでは、高出力域以外の低中出力域でエンジン出力を０にして、モータ出力割合を１００％としている。

尚、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）で用いるエンジン運転点テーブルは、図９に示すようであり、低回転領域での運転が無くなる。
次に、制御の流れを、図１０のフローチャートによって説明する。
Ａ１では、ＤＰＦが過温度状態か否かを判定する。過温度状態とは、例えば、ＤＰＦ温度Ｔが過温度判定用の所定値Ｔｅ（例えば７５０℃）に達した後、適正温度判定用の所定値Ｔｓ（例えば６００℃）に戻るまでとする。

過温度でない場合は、Ａ２へ進み、通常モード（Ｍ＝１）に設定し、同時に目標移行モード値Ｍｍ＝１とする。
過温度である場合は、Ａ３へ進み、過温度となって初回か否かを、Ｍ＝１か否かによって、判定する。
初回の場合は、Ｓ４へ進み、バッテリ充電量ＳＯＣを低側の第１レベルＥｓＬと比較し、ＳＯＣ≦ＥｓＬか否かを判定する。

ＳＯＣ≦ＥｓＬの場合は、Ｓ５へ進み、通常モード（Ｍ＝１）から、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）に設定し、同時に目標移行モード値Ｍｍ＝２とする。
エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）では、エンジンの空燃比をリッチ化すると共に、エンジン出力を低負荷領域を脱するように増加させることで、ＤＰＦの温度低下を図ることができる。また、エンジンの余剰出力でモータを駆動して、発電を行わせることで、バッテリに充電し、モータ走行に備えることができる。

ＳＯＣ＞ＥｓＬの場合は、Ｓ６へ進み、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）に設定し、同時に目標移行モード値Ｍｍ＝３とする。
モータ出力増加モード（Ｍ＝３）では、特に低中出力域にて、エンジンへの燃料供給を停止し、モータ出力を増加させて、モータ走行に切換える一方、このとき、モータによりエンジンを高回転で連れ回して、ＤＰＦに冷却用の空気を供給することで、ＤＰＦを冷却することができる。

尚、バッテリ充電量ＳＯＣが高側の第２レベルＥｓＨを超えているときに、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）に設定するのは、当然であるが、過温度検出の初回は、バッテリ充電量ＳＯＣが第１レベルＥｓＬと第２レベルＥｓＨとの間にあるときも、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）に設定している。モータ出力増加モード（Ｍ＝３）の方が冷却効果が大きいので、より早く温度低下させることができるからである。

また、ＤＰＦが過温度と判定されたときに、ＤＰＦ温度が高いほど、前記第１及び第２レベルＥｓＬ、ＥｓＨを低く設定する。これにより、ＤＰＦ温度が高いときに、冷却効率の高いモータ出力増加モード（Ｍ＝３）の機会を増やして、より早く温度低下させることができる。
過温度となって２回目以降で、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）又はモータ出力増加モード（Ｍ＝３）に設定されているときは、Ａ３からＡ７へ進む。

Ａ７では、Ｍ＝２か否かを判定し、Ｍ＝２の場合は、Ａ８へ進む。Ｍ＝２でない場合（すなわちＭ＝３の場合）は、Ａ１５へ進む。
先ずエンジン出力増加モード（Ｍ＝２）に設定されている場合のＡ８〜Ａ１４の処理について説明する。
Ａ８では、目標移行モード値Ｍｍ＝３か否かを判定する。Ｍ＝２であれば、最初はＭｍ＝２となっているので、Ａ９へ進む。

Ａ９では、バッテリ充電量ＳＯＣが高側の第２レベルＥｓＨ以上になったか否かを判定する。すなわち、発電を行わせるエンジン出力増加モード（Ｍ＝２）により、バッテリ充電量ＳＯＣが十分に上昇したか否かを判定する。
ＳＯＣ＜ＥｓＨの場合は、Ａ１０へ進んで、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）を維持する。

ＳＯＣ≧ＥｓＨとなった場合は、Ａ１１へ進んで、モード切換えの準備のため、目標移行モード値Ｍｍ＝３として、Ａ１２へ進む。また、Ｍｍ＝３設定後は、次回より、Ａ８からＡ１２へ進む。
Ａ１２では、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）からモータ出力増加モード（Ｍ＝３）への切換えに際し、高回転・高負荷領域を経由して遷移させるため、図６のハイブリッド出力配分テーブル（Ｍ＝２用）を用いたまま、エンジン運転点テーブルのみを図７（Ｍ＝２用）から図９（Ｍ＝３用）に切換える。

次のＡ１３では、移行が完了したか否かを時間経過などから判定し、移行が完了するのを待つ。
移行が完了した場合は、Ａ１４へ進み、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）に切換える。すなわち、ハイブリッド出力配分テーブルを図６（Ｍ＝２用）から図８（Ｍ＝３用）に切換える。

次にモータ出力増加モード（Ｍ＝３）に設定されている場合のＡ１５〜Ａ２１の処理について説明する。
Ａ１５では、目標移行モード値Ｍｍ＝２か否かを判定する。Ｍ＝３であれば、最初はＭｍ＝３となっているので、Ａ１６へ進む。
Ａ１６では、バッテリ充電量ＳＯＣが低側の第１レベルＥｓＬ以下になったか否かを判定する。すなわち、バッテリを消費するモータ出力増加モード（Ｍ＝３）により、バッテリ充電量ＳＯＣが第１レベルＥｓＬまで低下したか否かを判定する。

ＳＯＣ＞ＥｓＬの場合は、Ａ１７へ進んで、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）を維持する。
ＳＯＣ≦ＥｓＬとなった場合は、Ａ１８へ進んで、モード切換えの準備のため、目標移行モード値Ｍｍ＝２として、Ａ１９へ進む。また、Ｍｍ＝２設定後は、次回より、Ａ１５からＡ１９へ進む。

Ａ１９では、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）からエンジン出力増加モード（Ｍ＝２）への切換えに際し、高回転・高負荷領域を経由して遷移させるため、図９のエンジン運転点テーブル（Ｍ＝３用）を用いたまま、ハイブリッド出力配分テーブルのみを図８（Ｍ＝３用）から図６（Ｍ＝２用）に切換える。
次のＡ２０では、移行が完了したか否かを時間経過などから判定し、移行が完了するのを待つ。

移行が完了した場合は、Ａ２１へ進み、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）に切換える。すなわち、エンジン運転点テーブルを図９（Ｍ＝３用）から図７（Ｍ＝２用）に切換える。
次に、制御の流れを、図１１のタイムチャートによって説明する。
図１１のタイムチャートは、ＤＰＦの再生時期と判断され、燃料噴射時期の遅角などにより排気温度を上昇させて、再生処理を開始した後、ＤＰＦ温度Ｔが何らかの理由で過度に上昇して、ｔ０の時点で、過温度判定用の所定値Ｔｅ（例えば７５０℃）に達した場合の制御の様子を示している。

再生中も、過温度と判定される前（ｔ０以前）は、通常モード（Ｍ＝１）で運転されている。
ｔ０の時点で、ＤＰＦ温度Ｔ≧Ｔｅとなって、過温度と判定されると、バッテリ充電量ＳＯＣが低側の第１レベルＥｓＬと高側の第２レベルＥｓＨとの間にある場合、ＤＰＦ冷却を優先するため、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）に設定される。

モータ出力増加モード（Ｍ＝３）では、特に低中出力域にて、エンジンへの燃料供給を停止し、モータ出力を増加させて、モータ走行に切換える一方、このとき、モータによりエンジンを高回転で連れ回して、ＤＰＦに冷却用の空気を供給することで、ＤＰＦを冷却する。但し、バッテリを消費するため、バッテリ充電量ＳＯＣは次第に低下する。
モータ出力増加モード（Ｍ＝３）により、バッテリ充電量ＳＯＣが低下して、ｔ２の時点で、低側の第１レベルＥｓＬより低下すると、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）への切換えを開始する。

このとき、ｔ２の時点では、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）のまま、目標移行モード値Ｍｍ＝２に切換えられ、移行中は高回転・高負荷領域を経由して遷移する。
そして、ｔ２からｔ３、ｔ４を経て、ｔ５の時点で、移行が完了し、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）に切換えられる。
エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）では、エンジンの空燃比をリッチ化すると共に、エンジン出力を低負荷領域を脱するように増加させることで、ＤＰＦの温度低下を図る。また、エンジンの余剰出力でモータを駆動して、発電を行わせることで、バッテリに充電し、モータ走行に備える。

エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）により、バッテリ充電量ＳＯＣが上昇して、ｔ６の時点で、高側の第２レベルＥｓＨを超えると、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）への切換えを開始する。
このとき、ｔ６の時点では、エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）のまま、目標移行モード値Ｍｍ＝３に切換えられ、移行中は高回転・高負荷領域を経由して遷移する。

そして、ｔ６からｔ７、ｔ８を経て、ｔ９の時点で、移行が完了し、モータ出力増加モード（Ｍ＝３）に切換えられる。
その後、ｔ１０の時点で、ＤＰＦ温度Ｔが適正温度判定用の所定値Ｔｓ（例えば６００℃）まで低下すると、過温度状態を脱したとみなし、その時点より、通常モード（Ｍ＝１）に戻る。

本実施形態によれば、排気浄化装置（ＤＰＦ）の再生中に、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度状態を判定する手段を備え、排気浄化装置（ＤＰＦ）が過温度と判定されたときに、エンジンの空燃比をリッチ化すると共に、エンジンの出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力でモータを駆動して発電を行わせるように制御することにより、排気や燃費の悪化を招くエンジンの低負荷領域での空燃比リッチ化を回避しつつ、高負荷領域でのリッチ化により、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度低下を図ることができ、また余剰出力は発電に回して、バッテリに充電することにより、後刻に利用できることから、燃費も向上できる。

また、本実施形態によれば、排気浄化装置（ＤＰＦ）の再生中に、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度状態を判定する手段を備え、排気浄化装置（ＤＰＦ）が過温度と判定されたときに、モータの出力を増加させて、モータによりエンジンを所定回転速度以上で連れ回すように制御することにより、エンジンを低負荷（無負荷）高回転状態として、排気浄化装置（ＤＰＦ）に十分な量の冷却用のガス（空気）を供給することで、排気浄化装置（ＤＰＦ）を速やかに温度低下できる。

また、本実施形態によれば、排気浄化装置（ＤＰＦ）の再生中に、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度状態を判定する手段と、バッテリの充電状態を判定する手段とを備え、排気浄化装置（ＤＰＦ）が過温度と判定されたときに、バッテリの充電状態に応じ、前記エンジンの出力を増加させる制御と、前記モータの出力を増加させる制御と、を選択的に切換えることにより、最適な制御を選択できる。

また、本実施形態によれば、前記エンジンの出力を増加させる制御と、前記モータの出力を増加させる制御との切換時は、エンジンの高回転・高負荷領域を経由して遷移させることにより、ＤＰＦ温度の発散や空燃比リッチ化によるＨＣ悪化が起こる領域を確実に避けて、制御を切換えることができる。
また、本実施形態によれば、バッテリ充電量について低側の第１レベルＥｓＬと高側の第２レベルＥｓＨとを有し、前記エンジンの出力を増加させる制御は、バッテリ充電量が前記第１レベルＥｓＬより低下した後、前記第２レベルＥｓＨへ増大するまで、行うことにより、バッテリ充電量に余裕がない場合に、モータ電力収支を正の状態にして、過放電を防ぎながら、ＤＰＦ過温度を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、バッテリ充電量について低側の第１レベルＥｓＬと高側の第２レベルＥｓＨとを有し、前記モータの出力を増加させる制御は、バッテリ充電量が前記第２レベルＥｓＨより増大した後、前記第１レベルＥｓＬへ低下するまで、行うことにより、バッテリ充電量に余裕がある場合に、モータの電力収支を負の状態にして、エンジンの連れ回しによる強制冷却により、ＤＰＦ過温度を確実に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、排気浄化装置（ＤＰＦ）の過温度の最初の判定時に、バッテリ充電量が前記第１レベルＥｓＬと前記第２レベルＥｓＨとの間にあるときは、前記エンジンの出力を増加させる制御に優先して、前記モータの出力を増加させる制御を実施することにより、冷却効率の高い制御の方を優先して、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度を早期に低下させることができる。

また、本実施形態によれば、排気浄化装置（ＤＰＦ）が過温度と判定されたときに、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度が高いほど、前記第１及び第２レベルＥｓＬ、ＥｓＨを低く設定することにより、冷却効率の高い制御の機会を増やして、排気浄化装置（ＤＰＦ）の温度を早期に低下させることができる。
上記の実施形態では、パラレル型のハイブリッド車両（図１）について説明したが、シリーズ型のハイブリッド車両にも適用可能である。

図１２は本発明の他の実施形態を示すシリーズ型のハイブリッド車両のシステム図である。
このシステムでは、エンジン１の出力軸とモータ２の出力軸とを同軸にして直結してあり、この１つの出力軸が、変速機（ベルト式無段変速機；ＣＶＴ）５、クラッチ６を介して、終減速ギア装置７の入力軸に連結されている。

このような形式のハイブリッド車両にも適用可能である。但し、この場合は、エンジン１とモータ２の回転速度は同一となるので、エンジン制御手段は、図４のエンジン運転点テーブルを用いて、要求エンジン出力Ｐｅ０、Ｐｅ１から、エンジン運転点（回転速度Ｎｅ０、Ｎｅ１及びトルクＴｅ０、Ｔｅ１）を決定するが、モータ制御手段は、図５のモータ運転点テーブルに代え、図１３のモータ運転点テーブルを用いる。エンジンとモータの回転速度は同一となるので、回転速度をＮｅ０、Ｎｅ１とすると、要求モータ出力がＰｍ０、Ｐｍ１の場合、モータトルクは、図１３に示すように、Ｔｍ０＝Ｐｍ０／Ｎｅ０、Ｔｍ１＝Ｐｍ１／Ｎｅ１として決まる。

上記の実施形態では、排気浄化装置がＤＰＦで、所定の再生条件にて、これに堆積しているＰＭを燃焼除去する場合について説明したが、排気浄化装置がＮＯｘ吸着触媒で、所定の再生条件にて、これに堆積している硫黄を燃焼除去する場合にも適用することができる。
尚、前記モータ出力増加モード（Ｍ＝３）にて、システム構成や走行条件の影響により、エンジンを十分高い回転速度で連れ回すことができない場合は、エンジンの回転を停止することで、排気浄化装置への酸素供給を遮断し、この状態でモータ走行を行うようにしてもよい。又は、スロットル弁全閉やＥＧＲ弁全開により、排気浄化装置への酸素供給を遮断し、この状態でモータ走行を行うようにしてもよい。

本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両のシステム図 ハイブリッド車両の制御ブロック図 通常モード（Ｍ＝１）での出力配分テーブルを示す図 エンジン運転点テーブルを示す図 モータ運転点テーブルを示す図 エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）での出力配分テーブルを示す図 エンジン出力増加モード（Ｍ＝２）でのエンジン運転点テーブルを示す図 モータ出力増加モード（Ｍ＝３）での出力分配テーブルを示す図 モータ出力増加モード（Ｍ＝３）でのエンジン運転点テーブルを示す図 制御の流れを示すフローチャート 制御の流れを示すタイムチャート シリーズ型のハイブリッド車両のシステム図 シリーズ型のハイブリッド車両でのモータ運転点テーブルを示す図

符号の説明

１ エンジン
２ モータ
３ インバータ
４ バッテリ
５ｅ、５ｍ、５ 変速機
６ｅ、６ｍ、６ クラッチ
７ 終減速ギア装置
８ 車軸
９ 酸化触媒
１０ ＮＯｘ吸着触媒
１１ ＤＰＦ

Claims (8)

1. 車両の駆動源として、内燃機関と、電気モータとを備え、前記モータは、車両又は機関により駆動されることで発電機としてバッテリに充電可能なハイブリッド車両であって、
   前記機関の排気通路に排気浄化触媒を備える一方、所定の再生条件にて前記排気浄化装置に堆積している堆積物を燃焼除去することにより前記排気浄化装置を再生する再生手段を備えるものにおいて、
   前記排気浄化装置の再生中に、前記排気浄化装置の温度状態を判定する手段を備え、
   前記排気浄化装置が過温度と判定されたときに、前記機関の空燃比をリッチ化すると共に、前記機関の出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力で前記モータを駆動して発電を行わせるように制御することを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化システム。
2. 車両の駆動源として、内燃機関と、電気モータとを備え、前記モータは、車両又は機関により駆動されることで発電機としてバッテリに充電可能なハイブリッド車両であって、
   前記機関の排気通路に排気浄化触媒を備える一方、所定の再生条件にて前記排気浄化装置に堆積している堆積物を燃焼除去することにより前記排気浄化装置を再生する再生手段を備えるものにおいて、
   前記排気浄化装置の再生中に、前記排気浄化装置の温度状態を判定する手段を備え、
   前記排気浄化装置が過温度と判定されたときに、前記モータの出力を増加させて、前記モータにより前記機関を所定回転速度以上で連れ回すように制御することを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化システム。
3. 車両の駆動源として、内燃機関と、電気モータとを備え、前記モータは、車両又は機関により駆動されることで発電機としてバッテリに充電可能なハイブリッド車両であって、
   前記機関の排気通路に排気浄化触媒を備える一方、所定の再生条件にて前記排気浄化装置に堆積している堆積物を燃焼除去することにより前記排気浄化装置を再生する再生手段を備えるものにおいて、
   前記排気浄化装置の再生中に、前記排気浄化装置の温度状態を判定する手段と、前記バッテリの充電状態を判定する手段とを備え、
   前記排気浄化装置が過温度と判定されたときに、前記バッテリの充電状態に応じ、前記機関の空燃比をリッチ化すると共に、前記機関の出力を低負荷領域を脱するように増加させ、余剰出力で前記モータを駆動して発電を行わせる制御と、前記モータの出力を増加させて、前記モータにより前記機関を所定回転速度以上で連れ回す制御と、を選択的に切換えることを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化システム。
4. 前記機関の出力を増加させる制御と、前記モータの出力を増加させる制御との切換時は、前記機関の高回転・高負荷領域を経由して遷移させることを特徴とする請求項３記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
5. バッテリ充電量について低側の第１レベルと高側の第２レベルとを有し、
   前記機関の出力を増加させる制御は、バッテリ充電量が前記第１レベルより低下した後、前記第２レベルへ増大するまで、行うことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
6. バッテリ充電量について低側の第１レベルと高側の第２レベルとを有し、
   前記モータの出力を増加させる制御は、バッテリ充電量が前記第２レベルより増大した後、前記第１レベルへ低下するまで、行うことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
7. 前記排気浄化装置の過温度の最初の判定時に、バッテリ充電量が前記第１レベルと前記第２レベルとの間にあるときは、前記機関の出力を増加させる制御に優先して、前記モータの出力を増加させる制御を実施することを特徴とする請求項５又は請求項６記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
8. 前記排気浄化装置が過温度と判定されたときに、前記排気浄化装置の温度が高いほど、前記第１及び第２レベルを低く設定することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。

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