JP2013001165A - 再生制御装置、ハイブリッド自動車および再生制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリのＳＯＣのバランスを良好に保つと共に、再生処理を短時間で終了させる。
【解決手段】エンジン１０と電動機１３とを有し、エンジン１０もしくは電動機１３により走行可能であり、またはエンジン１０と電動機１３とが協働して走行可能であり、排気ガスの後処理装置２０を有するハイブリッド自動車１の後処理装置２０のハイブリッドＥＣＵ１８において、後処理装置２０の再生時には、エンジン１０の高負荷運転により後処理装置２０の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御と、後処理装置２０の内部に流入する排気ガスの温度が第一の温度以上のときには、後処理装置２０内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、エンジン１０のトルクを電動機１５のトルクによりアシストし、後処理装置２０に、エンジン１０が吸気した空気を送り込む第二の制御と、を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、再生制御装置、ハイブリッド自動車および再生制御方法、並びにプログラムに関する。

ハイブリッド自動車は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能である。また、エンジンにより電動機を発電機として動作させることにより、バッテリを充電させることができる（このような発電を回生発電と称する）。

ディーゼルエンジンを有するハイブリッド自動車では、排気ガスに含まれるパティキュレートを除去するために、後処理装置が設けられている。後処理装置は、パティキュレートの堆積量が所定値を超えると、パティキュレートを燃焼させて除去するために、エンジンを高負荷で運転させ、後処理装置の内部温度を昇温させる処理が実施される（この処理を再生処理と称する）。ハイブリッド自動車では、再生処理に際し、エンジンで電動機を発電機として動作させることにより回生発電を行い、エンジンの出力を電力として回収することができる（たとえば特許文献１参照）。

特開２００７-０５５３４８号公報

ハイブリッド自動車では、後処理装置を再生処理する際のエンジン出力を電力として回収できる利点がある一方で、バッテリの充電状態（以下ではＳＯＣ：State of Chargeと称する）のバランスを良好に保つことが困難になるという問題がある。たとえば特許文献１では、再生処理中の回生発電によって、バッテリが過充電にならないように、制御が行われる。

また、エンジンを高負荷で運転させる必要のある再生処理中には、エンジンのトルクを高く保つことが必要であるため、エンジンのトルクを電動機のトルクでアシストすることはできない。このため、バッテリに蓄積された電力を消費することができず、バッテリが満充電状態になった後には、再生処理のためのエンジン出力は、電力に変換されることなく、無駄に消費されることになる。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、バッテリのＳＯＣのバランスを良好に保つことができると共に、再生処理を短時間で終了させることができる再生制御装置、ハイブリッド自動車および再生制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明のひとつの観点は、再生制御装置としての観点である。本発明の再生制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、エンジンにより電動機を発電機として動作させることによりバッテリに充電を行うための回生発電が可能であり、排気ガスの後処理装置を有するハイブリッド自動車の後処理装置の再生制御装置において、後処理装置の再生時には、エンジンの高負荷運転により後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御と、後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度が第一の温度以上のときには、後処理装置内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、エンジンのトルクを電動機のトルクによりアシストし、後処理装置に、エンジンが吸気した空気を送り込む第二の制御と、を実施する制御手段を有するものである。

たとえば、制御手段は、後処理装置の再生時期の到来を予測して事前にバッテリの充電状態を満充電未満の所定の状態に設定する制御を実施し、第一の制御を実施する際には、エンジンの高負荷運転として、エンジンにより電動機を発電機として動作させる回生発電を実施し、第二の制御を実施する際には、第一の制御の回生発電により得られた電力相当の電力でエンジンのトルクを電動機のトルクによりアシストする制御を実施することができる。

本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。本発明のハイブリッド自動車は、本発明の再生制御装置を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、再生制御方法としての観点である。本発明の再生制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、エンジンにより電動機を発電機として動作させることによりバッテリに充電を行うための回生発電が可能であり、排気ガスの後処理装置を有するハイブリッド自動車の後処理装置の再生制御方法において、後処理装置の再生時には、エンジンの高負荷運転により後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御ステップと、後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度が第一の温度以上のときには、後処理装置内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、エンジンのトルクを電動機のトルクによりアシストし、後処理装置に、エンジンが吸気した空気を送り込む第二の制御ステップと、を実施する制御ステップを有するものである。

本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、コンピュータに、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であり、エンジンにより電動機を発電機として動作させることによりバッテリに充電を行うための回生発電が可能であり、排気ガスの後処理装置を有するハイブリッド自動車の後処理装置の再生制御装置の機能を実現させるプログラムにおいて、後処理装置の再生時には、エンジンの高負荷運転により後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御と、後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度が第一の温度以上のときには、後処理装置内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、エンジンのトルクを電動機のトルクによりアシストし、後処理装置に、エンジンが吸気した空気を送り込む第二の制御と、を実施する制御機能を実現させるものである。

本発明によれば、バッテリのＳＯＣのバランスを良好に保つことができると共に、再生処理を短時間で終了させることができる。

本発明の実施の形態のハイブリッド自動車のブロック構成図である。 図１のハイブリッドＥＣＵがプログラムを実行することにより実現される再生制御部を示す図である。 図２の再生制御部の動作を示すフローチャートである。 図３の処理に対応する排気温度の変化を時間の経過およびポスト噴射量と共に示す図である。

以下、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１〜図４を参照しながら説明する。

（概要について）
図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。ハイブリッド自動車１は、半自動トランスミッションの変速機を介したエンジン（内燃機関）１０および／または電動機１３によって駆動される。ハイブリッド自動車１は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであるエンジン１０を有し、排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するための後処理装置２０を有する。

さらに、エンジン１０は、コモンレールシステムと呼ばれる燃料噴射制御装置を有し、１回の燃焼工程において、５回の燃料噴射を実施する。この５回の燃料噴射は、それぞれパイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射、ポスト噴射と呼ばれる。パイロット噴射では、着火の直前にエンジン１０の燃焼室２３内にごく少量の燃料を噴射することにより、着火の直前に燃料と空気との混合を促進させる。プレ噴射では、着火時に、燃焼室２３内に少量の燃料を噴射し、メイン噴射に備え、燃焼室２３内に種火を作る。メイン噴射は、従来からのディーゼルエンジンにおける燃料噴射工程であるが、プレ噴射による種火により従来よりも着火時期が早まり、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生が抑制され、燃焼音および振動が低減される。アフタ噴射では、メイン噴射後の膨張工程で、燃焼室２３内に、少量の燃料を噴射することにより、燃焼室２３の温度をさらに高め、パティキュレートを再燃焼させる。ポスト噴射では、後処理装置２０内に未燃焼のままの少量の燃料を送り込み、後処理装置２０内の酸化触媒２４上で未燃焼燃料に含まれる炭化水素（ＨＣ）と酸素（Ｏ₂）とを反応させて反応熱を発生させ、後処理装置２０の再生処理を促進させる。

また、ハイブリッド自動車１は、後処理装置２０の再生処理におけるポスト噴射時に、電動機１３のトルクによりエンジン１０のトルクをアシストすることによって、エンジン１０が消費する酸素の量を低減させ、これにより排気ガス中に含まれる酸素の量を増やし、再生処理における反応熱の量を増加させる。なお、再生処理とは、上述したように、後処理装置２０のフィルタ２５に堆積したパティキュレートを燃焼させて除去するために、後処理装置２０の内部温度（特に、フィルタ２５の温度）を昇温させる処理をいう。

ここで電動機１３のトルクによりエンジン１０のトルクをアシストするとは、ハイブリッド自動車１の要求トルクを満たす際に、エンジン１０のトルクに電動機１３のトルクを加算したトルクで要求トルクを満たすことをいう。これによれば、エンジン１０が分担するトルクを少なくできる。エンジン１０が分担するトルクが少なくなることによって、エンジン１０の燃料噴射量も低減する。その一方で、電動機１３とエンジン１０とは、その回転軸が直結されており、電動機１３のアシストによって、エンジン１０の回転速度は保たれる。これにより、エンジン１０が吸気した空気に含まれる酸素は、エンジン１０内での燃料の燃焼に使われる他に、後処理装置２０にも充分に供給される。後処理装置２０に供給された酸素は、後処理装置２０の酸化触媒２４上で、ポスト噴射による未燃焼燃料に含まれる炭化水素（ＨＣ）と反応して反応熱を発生させる。これによれば、後処理装置２０内部の温度を、アシスト制御を行いながら昇温させることができる。

なお、半自動トランスミッションとは、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら自動化されたクラッチ１２と協働して変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。

（ハイブリッド自動車１の構成について）
ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、電動機ＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８（請求項でいう制御装置）、車輪１９、後処理装置２０、シフト部２１、およびキースイッチ２２を有して構成される。さらに図１では、説明のために、エンジン１０の内部に燃焼室２３を図示し、後処理装置２０の内部に酸化触媒２４とフィルタ２５を図示した。なお、トランスミッション１６は、上述した半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２１により操作される。シフト部２１がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力を、電動機１３を介してクラッチ１２に伝達する。ここでは、エンジン１０は、上述したコモンレールシステムを有し、軽油を燃料とするディーゼルエンジンとして説明する。

エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、電動機ＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。たとえば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。

クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に基づき電動機１３の回転軸とトランスミッション１６の入力軸とを接状態または断状態にするものである。なお、クラッチ１２の機構自体は、運転者がクラッチペダルを操作して電動機１３の回転軸とトランスミッション１６の入力軸とを接状態または断状態に操作するものと同じものである。また、ハイブリッドＥＣＵ１８による制御の他に、運転者が不図示のクラッチペダルを操作することにより、電動機１３の回転軸とトランスミッション１６の入力軸とを接状態または断状態に操作できるようにしてもよい。

電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をクラッチ１２を介してトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６からクラッチ１２を介して供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。たとえば、ハイブリッド自動車１が加速しているとき、または定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力を、クラッチ１２を介してトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、たとえば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなどにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６からクラッチ１２を介して供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。このとき、電動機１３は、回生電力に応じた大きさの回生トルクを発生する。

インバータ１４は、電動機ＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。

バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、または電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。バッテリ１５には、適切なＳＯＣの範囲が決められており、ハイブリッドＥＣＵ１８および電動機ＥＣＵ１７によって、ＳＯＣがその範囲を外れないように管理されている。なお、バッテリ１５のＳＯＣの情報は、バッテリ１５からハイブリッドＥＣＵ１８に伝達される。このとき、バッテリ１５のＳＯＣの情報は、バッテリ１５から直接ハイブリッドＥＣＵ１８に伝達されてもよいし、インバータ１４、電動機ＥＣＵ１７を介してハイブリッドＥＣＵ１８に伝達されてもよい。

トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力をクラッチ１２を介して電動機１３に伝達する。また、トランスミッション１６が変速する際には、クラッチ１２がいったん断状態に制御される。このように、ハイブリッドＥＣＵ１８は、トランスミッション１６とクラッチ１２とを協働させてハイブリッド自動車１の自動変速を実施する。なお、半自動トランスミッションは、運転者がシフト部２０を操作して手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。

電動機ＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。たとえば、電動機ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、ハイブリッド走行のために、アクセルペダル操作情報、ブレーキ操作情報、車速情報、ギア位置情報、エンジン回転速度情報、ＳＯＣ情報、パティキュレート堆積量情報、および後処理装置２０内に流入する排気ガスの温度情報を取得する。なお、後処理装置２０内に流入する排気ガスの温度は、酸化触媒２４を通過した後の排気ガスの温度を指すものとする。また、以降の説明では、「後処理装置２０内に流入する排気ガスの温度」を、単に、「後処理装置２０内の排気温度」と称することとする。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、取得したこれらの情報に基づいて、変速指示信号を供給することでクラッチ１２およびトランスミッション１６を制御し、電動機ＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

なお、エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるエンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。

また、エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。

車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１には、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。

後処理装置２０は、エンジン１０の排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を酸化させて二酸化炭素と水にするための酸化触媒２４と、パティキュレートを除去するためのフィルタ２５とを有する。後処理装置２０は、フィルタ２５のパティキュレートの堆積量の情報および後処理装置２０内の排気温度の情報をセンサ（不図示）によって収集し、それらの情報をハイブリッドＥＣＵ１８に伝達する。なお、前記センサが温度情報を収集する位置は、酸化触媒２４よりもフィルタ２５側の位置であり、酸化触媒２４上で発生する反応熱（これについては詳しく後述する。）によって昇温した排気ガスの温度情報を収集することができるものとする。

シフト部２１は、既に説明したように、トランスミッション１６の半自動トランスミッションに運転者からの指示を与えるものであり、シフト部２１がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

キースイッチ２２は、運転を開始するときにユーザにより、たとえばキーが差し込まれてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであり、これがＯＮ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は起動し、キースイッチ２２がＯＦＦ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は停止する。

図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、ハイブリッドＥＣＵ１８に、再生制御部３０（請求項でいう制御手段）の機能が実現される。

再生制御部３０は、後処理装置２０から伝達されるパティキュレート堆積量情報、バッテリ１５から伝達されるＳＯＣ情報、および後処理装置２０から伝達される後処理装置２０内の排気温度の情報に基づいてエンジンＥＣＵ１１にエンジン制御指示を行い、電動機ＥＣＵ１７に電動機制御指示を行う機能である。

（ハイブリッドＥＣＵ１８の動作について）
次に、図３のフローチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われるエンジン制御および電動機制御の処理を説明する。

図３の「ＳＴＡＲＴ」では、キースイッチ２２がＯＮ状態であり、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行し、ハイブリッドＥＣＵ１８に再生制御部３０の機能が実現されている状態である。なお、図３の「ＳＴＡＲＴ」〜「ＥＮＤ」の処理は１周期分の処理であり、上記の「ＳＴＡＲＴ」の条件が整っている期間は、処理は繰り返し実行されるものとする。

ステップＳ１において、再生制御部３０は、後処理装置２０から伝達されるパティキュレート堆積量の情報に基づいて後処理装置２０のフィルタ２５のパティキュレートの堆積量は、閾値以上か否かを判定する。ステップＳ１において、後処理装置２０のフィルタ２５のパティキュレートの堆積量が閾値以上と判定されると、手続きは、ステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、後処理装置２０のフィルタ２５のパティキュレートの堆積量が閾値未満と判定されると、手続きは、ステップＳ１を繰り返す。ここで閾値は、フィルタ２５におけるパティキュレートの堆積量の最大許容量に対し、たとえば８０％程度とする。これによればフィルタ２５のパティキュレートの堆積量が閾値を超えても、フィルタ２５におけるパティキュレートの堆積量の最大許容量までには未だ若干の余裕があるので、以下で説明するステップＳ２、Ｓ３の手続きの処理を実行することができる。

ステップＳ２において、再生制御部３０は、バッテリ１５のＳＯＣを再生処理準備用に調整し、手続きは、ステップＳ３に進む。具体的には、再生制御部３０は、バッテリ１５のＳＯＣが高く、満充電状態に近ければ、電動機１３によるエンジン１０のアシスト量を増やすなどしてバッテリ１５のＳＯＣが所定値以下になるように調整する。ここでＳＯＣの所定値とは、再生処理のために、エンジン１０で電動機１３を発電機として一定の期間動作させてもバッテリ１５が満充電状態にならないようなＳＯＣの値である。

ステップＳ３において、再生制御部３０は、ステップＳ２の処理の結果、ＳＯＣは準備完了したか否かを判定する。ステップＳ３において、ＳＯＣは準備完了したと判定されると、手続きは、ステップＳ４に進む。一方、ステップＳ３において、ＳＯＣはまだ準備完了していないと判定されると、手続きは、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ４において、再生制御部３０は、エンジンＥＣＵ１１および電動機ＥＣＵ１７に制御指示を行い、エンジン１０により電動機１３を発電機として動作させ、回生発電によるエンジン１０の高負荷運転を実施させ、手続きは、ステップＳ５に進む。また、このときエンジン１０の燃焼室２３の内部では、上述したアフタ噴射が実施されている。

ステップＳ５において、再生制御部３０は、後処理装置２０から伝達される後処理装置２０内の排気温度の情報がＡ℃以上を示すか否かを判定する。ステップＳ５において、排気温度がＡ℃以上と判定されると、手続きは、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ５において、排気温度がＡ℃未満であると判定されると、手続きは、ステップＳ４に戻る。なお、Ａ℃は、およそ２３０℃程度である。

ステップＳ６において、再生制御部３０は、積極的に、電動機１３がエンジン１０をアシストするように、エンジンＥＣＵ１１および電動機ＥＣＵ１７に制御指示を行い、手続きは、ステップＳ７に進む。また、このときエンジン１０の燃焼室２３の内部では、上述したポスト噴射が実施されている。

ステップＳ７において、再生制御部３０は、後処理装置２０から伝達される後処理装置２０内の排気温度の情報がＢ℃以上を示すか否かを判定する。ステップＳ７において、排気温度がＢ℃以上と判定されると、手続きは、ステップＳ８に進む。一方、ステップＳ７において、排気温度がＢ℃未満であると判定されると、手続きは、ステップＳ１１に進む。なお、Ｂ℃は、およそ５００℃程度である。

ステップＳ８において、再生制御部３０は、所定の燃料噴射量以下でのポスト噴射を実施して、手続きは、ステップＳ９に進む。なお、所定の燃料噴射量以下でのポスト噴射とは、後述するステップＳ１１の手続きによって増加した燃料噴射量以下の燃料噴射量で行うポスト噴射である。

ステップＳ９において、再生制御部３０は、後処理装置２０から伝達される後処理装置２０内の排気温度の情報が６００℃以上を示すか否かを判定する。ステップＳ９において、排気温度が６００℃以上と判定されると、手続きは、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ９において、排気温度が６００℃未満であると判定されると、手続きは、ステップＳ８に戻る。

ステップＳ１０において、再生制御部３０は、ステップＳ９で、後処理装置２０から伝達される後処理装置２０内の排気温度の情報が６００℃以上を示す積算時間は、所定時間以上か否かを判定する。ステップＳ１０において、積算時間が所定時間以上と判定されると、１周期分の処理を終了する（ＥＮＤ）。一方、ステップＳ１０において、積算時間が所定時間未満であると判定されると、手続きは、ステップＳ９に戻る。なお、所定時間とは、後処理装置２０のフィルタ２５に、最大許容量まで堆積したパティキュレートがほぼ完全に燃焼されるのに要する時間である。

ステップＳ１１において、再生制御部３０は、ポスト噴射量を一定量増加させてステップＳ６のステップに進む。なお、ここで一定量とは、最大量を１００％としたときに、たとえば２０％を一定量とする。すなわち、ステップＳ６→ステップＳ７でＮｏ→ステップＳ１１→ステップＳ６の手続きを５回繰り返すと最大量（１００％）に達することになる。

次に、再生制御部３０の処理が行われる際の排気温度の変化を時間の経過およびポスト噴射量と共に図４に示す。図４に示すように、図３のステップＳ４、Ｓ５の処理が実施されると、エンジン１０は、高負荷運転とアフタ噴射によって、排気ガスの温度が昇温する。このようにして昇温したエンジン１０の排気ガスは、後処理装置２０内に流入し、後処理装置２０の内部もこれにより昇温される。

やがて、エンジン１０の高負荷運転とアフタ噴射によって、後処理装置２０内の排気温度が閾値Ａ℃（たとえば約２３０℃）に達すると、図３のステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１の手続きの処理が実施され、エンジン１０ではポスト噴射が実施される。また、この期間中には、電動機１３のトルクによりエンジン１０のトルクを積極的にアシストする。これによれば、エンジン１０の負荷が少なくなり、燃焼室２３内におけるパイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射の際の燃料噴射量が少なくなる。

その一方で、燃料噴射量が少なくなっても、エンジン１０の回転速度は、電動機１３によるアシストの結果、低下しない。これにより、エンジン１０が吸気した空気中に含まれる酸素は、エンジン１０の燃焼室２３内でその一部が消費されるものの、多くの酸素が後処理装置２０内に供給される。後処理装置２０内に供給された酸素（Ｏ₂）は、後処理装置２０の酸化触媒２４上で、ポスト噴射による未燃焼燃料に含まれる炭化水素（ＨＣ）と反応し、二酸化炭素（ＣＯ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）と反応熱とを発生させる。すなわち、酸化触媒２４上で、「ＨＣ＋Ｏ₂→ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ＋反応熱」という反応が促進される。

このようにステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１の処理によって、ポスト噴射による後処理装置２０内の温度が反応熱の発生により昇温し、これにより後処理装置２０内の排気温度が閾値Ｂ℃（たとえば約５００℃）に達すると、ここでポスト噴射量の増加（ステップＳ１１）は終了し、所定の燃料噴射量（すなわち、ステップＳ１１の手続きの処理による増加を完了した燃料噴射量）以下でのポスト噴射が実施される（ステップＳ８）。このようにポスト噴射の燃料噴射量は増加させないものの上述した反応熱の発生によって、後処理装置２０内の排気温度は昇温を続ける。これにより後処理装置２０内の排気温度は、６００℃以上に達する（ステップＳ９）。後処理装置２０内の排気温度が６００℃以上に達すると、後処理装置２０のフィルタ２５に堆積したパティキュレートが燃焼される。図３のステップＳ１０では、後処理装置２０内の排気温度が閾値６００℃以上である時間を積算することによって、再生完了を判定する。このようにして、積算時間が所定時間以上になると再生処理は終了する。この所定時間は、上述したように、後処理装置２０のフィルタ２５に、最大許容量まで堆積したパティキュレートがほぼ完全に燃焼されるのに要する時間である。

図４の下部には、ポスト噴射量の変化の様子を示してある。ステップＳ４、Ｓ５のアフタ噴射実施期間が終了すると、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１のポスト噴射が開始されてポスト噴射実施期間になる。ポスト噴射実施期間では、後処理装置２０内の排気温度が閾値Ｂ℃に達するまで、燃料噴射量が増加しているが、後処理装置２０内の排気温度が閾値Ｂ℃を超えると、ポスト噴射量は増減を繰り返すものの、その最大値は、後処理装置２０内の排気温度が閾値Ｂ℃に達した時点（図４の「燃料噴射量増加上限」）の燃料噴射量を超えていない。

（効果について）
再生制御部３０は、後処理装置２０の再生時には、エンジン１０の高負荷運転により後処理装置２０内の排気温度をＡ℃（第一の温度）以上に昇温させる制御（ステップＳ４、Ｓ５の制御）と、後処理装置２０内の排気温度がＡ℃以上のときには、後処理装置２０内に、未燃焼の燃料を供給（ポスト噴射）すると共に、エンジン１０のトルクを電動機１３のトルクによりアシストし、後処理装置２０に、エンジン１０が吸気した空気を送り込む制御（ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１の制御）と、を実施する。

これにより、ステップＳ４、Ｓ５のアフタ噴射実施期間中に、バッテリ１５に充電された電力を、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１のポスト噴射実施期間中に、アシストにより放電するので、バッテリ１５のＳＯＣのバランスを良好に保つことができる。また、ステップＳ６、Ｓ７のポスト噴射実施期間中は、エンジン１０のトルクを電動機１３のトルクで積極的にアシストするので、後処理装置２０内に反応熱を発生させるために用いる酸素を充分に供給できる。このため、後処理装置２０内の排気温度の昇温率を高く保ち、再生処理を短時間で終了させることができる。このようにして、後処理装置２０の再生処理が短時間で終了することにより、再生処理に利用される燃料消費量を削減することができる。また、後処理装置２０内の排気温度が閾値Ｂ℃を超えてからは、ポスト噴射量を増やすことなく昇温が可能になるので、これによっても再生処理に利用される燃料消費量を削減することができる。

さらに、再生制御部３０は、後処理装置２０の再生時期の到来を予測して事前にバッテリ１５のＳＯＣを満充電未満の所定の状態に設定する制御（ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３）を実施し、上述の第一の制御（ステップＳ４、Ｓ５）を実施する際には、エンジン１０の高負荷運転として、エンジン１０により電動機１３を発電機として動作させる回生発電を実施し、上述の第二の制御（ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１）を実施する際には、第一の制御の回生発電により得られた電力相当の電力でエンジン１０のトルクを電動機１３のトルクによりアシストする制御（ステップＳ６の制御）を実施するようにすることができる。

これによれば、電動機１３が第一の制御（ステップＳ４、Ｓ５）で発電した電力分をその後の第二の制御（ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１）のアシストで消費できるため、バッテリ１５の充放電の収支を容易に合わせることができる。これにより、バッテリ１５のＳＯＣのバランスを容易に良好に保つことができる。たとえば、図３のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３の手続きにおいて、バッテリ１５のＳＯＣを再生処理準備用に調整する際に、ＳＯＣにほとんど余裕を残すことなく、必要最小分だけＳＯＣを下げるようにしても、発電した電力分をその後の第二の制御（ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１）のアシストで消費できる。このため、第一の制御の後に、バッテリ１５のＳＯＣがさらに上昇しまうといった事態の発生を無くすことができるので、ステップＳ１〜Ｓ３におけるＳＯＣの調整を高い精度で行う必要がなく、簡単かつ短時間に行うことができる。

（その他の実施の形態）
エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。

また、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にインストールすることができる。これにより、たとえばハイブリッドＥＣＵ１８にインストールされているプログラムを更新する必要が生じた場合に、プログラムの更新作業を簡単に行うことができる。あるいは、ハイブリッドＥＣＵ１８のプログラムのみを別途、ユーザに供給するサービスなどを簡単に実現することができる。

また、各ＥＣＵは、これらを１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…電動機ＥＣＵ、１８…ハイブリッドＥＣＵ（制御装置）、３０…再生制御部（制御手段）

Claims (5)

1. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、前記エンジンにより前記電動機を発電機として動作させることにより前記バッテリに充電を行うための回生発電が可能であり、排気ガスの後処理装置を有するハイブリッド自動車の前記後処理装置の再生制御装置において、
   前記後処理装置の再生時には、
   前記エンジンの高負荷運転により前記後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御と、
   前記後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度が前記第一の温度以上のときには、前記後処理装置内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、前記エンジンのトルクを前記電動機のトルクによりアシストし、前記後処理装置に、前記エンジンが吸気した空気を送り込む第二の制御と、
   を実施する制御手段を有する、
   ことを特徴とする再生制御装置。
2. 請求項１記載の再生制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記後処理装置の再生時期の到来を予測して事前に前記バッテリの充電状態を満充電未満の所定の状態に設定する制御を実施し、
   前記第一の制御を実施する際には、前記エンジンの高負荷運転として、前記エンジンにより前記電動機を発電機として動作させる回生発電を実施し、
   前記第二の制御を実施する際には、前記第一の制御の回生発電により得られた電力相当の電力で前記エンジンのトルクを前記電動機のトルクによりアシストする制御を実施する、
   ことを特徴とする再生制御装置。
3. 請求項１または２記載の再生制御装置を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
4. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、前記エンジンにより前記電動機を発電機として動作させることにより前記バッテリに充電を行うための回生発電が可能であり、排気ガスの後処理装置を有するハイブリッド自動車の前記後処理装置の再生制御方法において、
   前記後処理装置の再生時には、
   前記エンジンの高負荷運転により前記後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御ステップと、
   前記後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度が前記第一の温度以上のときには、前記後処理装置内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、前記エンジンのトルクを前記電動機のトルクによりアシストし、前記後処理装置に、前記エンジンが吸気した空気を送り込む第二の制御ステップと、
   を実施する制御ステップを有する、
   ことを特徴とする再生制御方法。
5. コンピュータに、
   エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であり、前記エンジンにより前記電動機を発電機として動作させることにより前記バッテリに充電を行うための回生発電が可能であり、排気ガスの後処理装置を有するハイブリッド自動車の前記後処理装置の再生制御装置の機能を実現させるプログラムにおいて、
   前記後処理装置の再生時には、
   前記エンジンの高負荷運転により前記後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度を第一の温度以上に昇温させる第一の制御と、
   前記後処理装置の内部に流入する排気ガスの温度が前記第一の温度以上のときには、前記後処理装置内に、未燃焼の燃料を供給すると共に、前記エンジンのトルクを前記電動機のトルクによりアシストし、前記後処理装置に、前記エンジンが吸気した空気を送り込む第二の制御と、
   を実施する制御機能を実現させる、
   ことを特徴とするプログラム。

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