JP2015202832A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保してフィルタを速やかに再生する。
【解決手段】ＥＣＵは、フィルタの再生が要求される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＳＯＣの制御範囲を拡大するステップ（Ｓ１０２）と、ＳＯＣの制御基準値を引き下げるステップ（Ｓ１０４）と、ＳＯＣがしきい値Ａよりも小さくなると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、ＳＯＣの制御基準値を引き上げるステップ（Ｓ１０８）と、ＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、フューエルカット制御とモータリング制御とを実行するステップ（Ｓ１１２，Ｓ１１４）と、フィルタの再生が完了した場合に（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、通常制御に復帰するステップ（Ｓ１１８）とを含む制御処理を実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの排気通路を流通する粒子状物質を捕捉するフィルタと、エンジンが作動するときに充電される蓄電装置とを有するハイブリッド車両に関する。

内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両が公知である。内燃機関は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。これらのエンジンの排出ガスには、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）が含まれるため、ＰＭの低減を目的としてエンジンの排気通路中にＤＰＦ（Diesel Particulate Filer）やＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）などのフィルタが搭載される場合がある。

これらのフィルタにＰＭが堆積すると、排気抵抗が大きくなることから適切なタイミングで排熱等を利用してフィルタに堆積したＰＭを燃焼させる再生制御が実行される。このような再生制御として、特開２００５−０９０２５９号公報（特許文献１）には、フィルタの再生制御の実行時にエンジンの出力を高めるとともに、出力の上昇分の電力を蓄電装置を用いて充電可能にする内燃機関の制御装置を開示する。

特開２００５−０９０２５９号公報

ところで、エンジンが作動するときに充電される蓄電装置の残存容量が高い状態である場合には、フィルタの温度が再生に適した温度になる前に蓄電装置の残存容量が残存容量の制御範囲の上限に達することによって、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保できない場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保してフィルタを速やかに再生するハイブリッド車両を提供することである。

この発明のある局面に係る車両は、エンジンと、エンジンの排気通路を流通する粒子状物質を捕捉するフィルタと、エンジンが作動するときに充電される蓄電装置と、蓄電装置の電力を用いて車両の駆動力を発生する駆動装置と、蓄電装置の残存容量が制御範囲内になるように蓄電装置の充放電量を制御する制御装置とを備える。制御装置は、フィルタの再生が要求される場合に、フィルタの再生が要求されないときよりも制御範囲を拡大するとともに、残存容量を制御範囲の下限値に向けて減少させた後に、制御範囲の上限値に向けて増加させる。

このようにすると、フィルタの再生が要求される場合に、残存容量の制御範囲を拡大して、残存容量を制御範囲の下限値に向けて減少させることにより、その後のエンジンの作動時に蓄電装置が充電されても、残存容量を減少させない場合よりもエンジンの作動時間を長くすることができる。そのため、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保することができる。

好ましくは、制御装置は、フィルタの再生が要求される場合は、フィルタの再生が要求されないときよりも上限値を増加させ、かつ、下限値を減少させることにより制御範囲を拡大するとともに、フィルタの再生が要求されないときの下限値よりも残存容量を減少させた後に、フィルタの再生が要求されないときの上限値よりも残存容量を増加させる。

このようにすると、フィルタの再生が要求される場合に、フィルタの再生が要求されないときの下限値よりも残存容量を減少させることができるため、その後のエンジンの作動時に蓄電装置が充電されても、残存容量を減少させない場合や制御範囲を拡大しない場合よりもエンジンの作動時間を長くすることができる。そのため、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、残存容量が制御範囲内の制御基準値と上限値との間の値である場合に蓄電装置を放電し、残存容量が制御基準値と下限値との間の値である場合に蓄電装置を充電するように充放電量を制御し、フィルタの再生が要求される場合に、フィルタの再生が要求されないときの下限値よりも制御基準値を減少させた後、フィルタの再生が要求されないときの上限値よりも制御基準値を増加させる。

このようにすると、フィルタの再生が要求される場合に、フィルタの再生が要求されないときの下限値よりも残存容量を減少させることができるとともに、その後に、フィルタの再生が要求されないときの上限値よりも残存容量を増加させることができる。

さらに好ましくは、駆動装置は、エンジンの出力軸に連結される回転電機を含む。制御装置は、残存容量を上限値に向けて増加させる場合に、残存容量がしきい値を超えると、エンジンの燃料噴射を停止するとともに、出力軸を回転電機を用いて回転させるモータリング制御を実行する。

このようにすると、残存容量がしきい値を超えると、モータリング制御を実行することにより、フィルタに対して酸素を含む空気を供給することができるため、フィルタにおいて粒子状物質の燃焼を促進することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、フィルタの再生が完了するまでモータリング制御を実行する。

このようにすると、フィルタの再生が完了するまでモータリング制御を実行することができるため、フィルタに堆積する粒子状物質を除去することができる。

この発明によると、残存容量の制御範囲を拡大して、残存容量を制御範囲の下限値に向けて減少させることにより、その後のエンジンの作動時に蓄電装置が充電されても、残存容量を減少させない場合よりもエンジンの作動時間を長くすることができる。そのため、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保することができる。したがって、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保してフィルタを速やかに再生するハイブリッド車両を提供することができる。

車両の全体ブロック図である。 ＳＯＣと充放電要求パワーとの関係を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 制御基準値を変更する場合のＳＯＣと充放電要求パワーとの関係を示す図である。 ＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。 ＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。

図１を参照して、本実施の形態に係るハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体ブロック図を説明する。車両１は、トランスミッション８と、エンジン１０と、駆動軸１７と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪７２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

トランスミッション８は、出力軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８とを含む。本実施の形態において、トランスミッション８がバッテリ７０の電力を用いて車両１の駆動力を発生する駆動装置に相当する。

エンジン１０は、複数の気筒１１２を含む。また、エンジン１０には、排気通路８０の一方端が連結される。排気通路８０の他方端は、マフラー（図示せず）に連結される。排気通路８０の途中には、触媒８２と、フィルタ８４とが設けられる。

ＥＣＵ２００には、エンジン回転速度センサ１１と、車輪速センサ１４と、空燃比センサ８６と、酸素センサ８８と、上流側圧力センサ９０と、下流側圧力センサ９２と、電流センサ１５２と、電圧センサ１５４と、電池温度センサ１５６と、ペダルストロークセンサ１６２とが、各センサから各種信号を受信できるように接続される。

このような構成を有する車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０のうちの少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪７２へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータ（発電装置）としての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪７２に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

エンジン１０は、ガソリンエンジンであって、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて制御される。

エンジン１０のクランク軸に対向した位置には、エンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、エンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する。エンジン回転速度センサ１１は、検出したエンジン１０の回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

本実施の形態においては、エンジン１０は、１番気筒から４番気筒までの４つの気筒１１２を含む。複数の気筒１１２内の頂部の各々には、点火プラグ（図示せず）が設けられる。

なお、エンジン１０としては、図１に示すような直列の４気筒のエンジンに限定されるものではなく、たとえば、直列の３気筒、Ｖ型の６気筒、Ｖ型の８気筒、直列の６気筒あるいは水平対向型の４気筒や６気筒などの複数の気筒や複数のバンクから構成される各種形式のエンジンであってもよい。

エンジン１０には、複数の気筒１１２の各々に対応した燃料噴射装置（図示せず）が設けられる。なお、燃料噴射装置は、複数の気筒１１２の各々の気筒内に設けられてもよいし、各気筒の吸気ポート内に設けられてもよい。

このような構成を有するエンジン１０において、ＥＣＵ２００は、複数の気筒１１２の各々に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、複数の気筒１１２への燃料の噴射を停止したりすることによって、複数の気筒１１２の各々の燃料噴射量を制御する。

排気通路８０に設けられる触媒８２は、エンジン１０から排出される排気ガスに含まれる未燃成分を酸化したり、酸化成分を還元したりする。

排気通路８０の触媒８２よりも下流側の位置には、ＧＰＦであるフィルタ８４が配置されている。なお、フィルタ８４は、触媒８２と同様の機能を併せ持っていてもよい。その場合、触媒８２を省略してもよい。また、フィルタ８４は、排気通路８０の触媒８２よりも上流側の位置に配置されてもよい。フィルタ８４は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕捉する。捕捉されたＰＭは、フィルタ８４に堆積する。

排気通路８０の触媒８２よりも上流側の位置には、空燃比センサ８６が設けられる。また、排気通路８０の触媒８２よりも下流側の位置であって、フィルタ８４よりも上流側の位置には、酸素センサ８８が設けられる。

空燃比センサ８６は、複数の気筒１１２の各々に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を検出するためのセンサである。空燃比センサ８６は、排気ガス中の空燃比を検出し、検出された空燃比を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

酸素センサ８８は、複数の気筒１１２の各々に供給される燃料と空気との混合気の酸素濃度を検出するためのセンサである。酸素センサ８８は、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出された酸素濃度を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した信号に基づいて空燃比を算出する。

また、排気通路８０のフィルタ８４よりも上流側の位置であって、酸素センサ８８よりも下流側の位置には、上流側圧力センサ９０が設けられる。排気通路８０のフィルタ８４よりも下流側の位置には、下流側圧力センサ９２が設けられる。

上流側圧力センサ９０および下流側圧力センサ９２は、いずれも排気通路８０内の圧力を検出するためのセンサである。上流側圧力センサ９０は、検出した排気通路８０内の圧力（上流側圧力）を示す信号（第１圧力検出信号）をＥＣＵ２００に送信する。下流側圧力センサ９２は、検出した排気通路８０内の圧力（下流側圧力）を示す信号（第２圧力検出信号）をＥＣＵ２００に送信する。

動力分割装置４０は、エンジン１０の発生する動力を、出力軸１６を経由した駆動軸１７への経路と、第１ＭＧ２０への経路とに分割可能に構成される。動力分割装置４０としては、サンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。たとえば、第１ＭＧ２０のロータをサンギヤに接続し、エンジン１０の出力軸をプラネタリギヤに接続し、かつ、出力軸１６をリングギヤに接続することによって、動力分割装置４０に、エンジン１０と第１ＭＧ２０と第２ＭＧ３０とを機械的に接続することができる。

第２ＭＧ３０のロータとも接続された出力軸１６は、減速機５８を経由して、駆動輪７２を回転駆動するための駆動軸１７と機械的に連結される。なお、第２ＭＧ３０の回転軸と出力軸１６との間に変速機をさらに組み込んでもよい。

ＰＣＵ６０は、バッテリ７０から供給される直流電力を交流電力に変換し、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動する。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が発電した交流電力を直流電力に変換し、バッテリ７０を充電する。たとえば、ＰＣＵ６０は、直流／交流電力変換のためのインバータ（図示せず）と、インバータの直流リンク側とバッテリ７０との間で直流電圧変換を実行するためのコンバータ（図示せず）とを含むように構成される。

バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。

バッテリ７０には、電流センサ１５２と、電圧センサ１５４と、電池温度センサ１５６とが設けられる。電流センサ１５２は、バッテリ７０の電流ＩＢを検出する。電流センサ１５２は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１５４は、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出する。電圧センサ１５４は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電池温度センサ１５６は、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出する。電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の電流ＩＢと、電圧ＶＢと、電池温度ＴＢとに基づいてバッテリ７０の残存容量（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と記載する）を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、電流と、電圧と、電池温度とに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の充電電流と放電電流とを積算することによってバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。

車輪速センサ１４は、駆動輪７２の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。

アクセルペダル１６０は、運転席に設けられる。アクセルペダル１６０には、ペダルストロークセンサ１６２が設けられる。ペダルストロークセンサ１６２は、アクセルペダル１６０のストローク量（踏み込み量）ＡＰを検出する。ペダルストロークセンサ１６２は、ストローク量ＡＰを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、ペダルストロークセンサ１６２に代えてアクセルペダル１６０に対する車両１の乗員の踏力を検出するためのアクセルペダル踏力センサを用いてもよい。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する制御装置である。

ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰおよび車速Ｖに対応する車両要求パワーを算出する。さらに、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の現在ＳＯＣに基づいて充放電要求パワーを算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求パワーと充放電要求パワーとに応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。

図２は、ＳＯＣと充放電要求パワーとの関係を示す。図２の縦軸は、充放電要求パワー［ＫＷ］を示し、横軸は、ＳＯＣを示す。

ＥＣＵ２００は、たとえば、図２に示すようなマップを用いて、バッテリ７０の現在ＳＯＣが制御範囲内の制御基準値ＳＯＣ（０）と制御範囲の上限値ＳＯＣ＿Ｈとの間の値である場合にバッテリ７０を放電するように充放電要求パワーを設定し、バッテリ７０の現在ＳＯＣが制御基準値ＳＯＣ（０）と制御範囲の下限値ＳＯＣ＿Ｌとの間の値である場合にバッテリ７０を充電するように充放電要求パワーを設定する。

なお、図２において、制御基準値ＳＯＣ（０）は、充放電要求パワーがゼロとなるＳＯＣを示す。上限値ＳＯＣ＿Ｈは、充放電要求パワーが最大要求値となるＳＯＣを示す。下限値ＳＯＣ＿Ｌは、充放電要求パワーが最小要求値となるＳＯＣを示す。また、充放電要求パワーが正の値である場合には、充放電要求パワーは、放電側の要求パワーを示し、充放電要求パワーが負の値である場合には、充放電要求パワーは、充電側の要求パワーを示す。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣが上限値ＳＯＣ_Ｈに到達するとバッテリ７０の充電を抑制する。また、バッテリ７０のＳＯＣが下限値ＳＯＣ＿Ｌに到達するとバッテリ７０の放電を抑制する。

そのため、車両要求パワーと充放電要求パワーとに応じて車両１が制御されることによって、バッテリ７０のＳＯＣは、制御基準値ＳＯＣ（０）を中心として、上限値ＳＯＣ＿Ｈと下限値ＳＯＣ＿Ｌとの間の範囲内で変化するように制御される。

以上のような構成において、フィルタ８４の再生が要求される場合には、フィルタ８４の温度Ｔｆが再生に適した温度範囲（以下、再生可能温度範囲とも記載する）よりも低いと、エンジン１０を作動させて、フィルタ８４の温度を再生可能温度範囲内になるまで上昇させる必要がある。

しかしながら、エンジン１０が作動するときに充電されるバッテリ７０のＳＯＣが高い状態である場合には、フィルタ８４の温度Ｔｆが再生可能温度範囲内になる前にバッテリ７０のＳＯＣの制御範囲の上限に達することによって、フィルタ８４の温度上昇に必要なエンジン１０の作動時間を確保できない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、フィルタ８４の再生が要求される場合に、フィルタ８４の再生が要求される前よりもバッテリ７０のＳＯＣの制御範囲を拡大するとともに、拡大した制御範囲の下限値に向けてＳＯＣを減少させた後に、拡大した制御範囲の上限値に向けてＳＯＣを増加させる点を特徴とする。

本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、フィルタ８４の再生が要求される場合に、ＳＯＣの制御範囲の上限値ＳＯＣ＿Ｈを増加させて上限値ＳＯＣ＿Ｈ’とし、下限値ＳＯＣ＿Ｌを減少させて下限値ＳＯＣ＿Ｌ’とすることによりＳＯＣの制御範囲を拡大する。さらに、ＥＣＵ２００は、下限値ＳＯＣ＿Ｌよりも低いしきい値Ａを下回るまでＳＯＣを減少させた後に、上限値ＳＯＣ＿Ｈよりも高いしきい値ＢまでＳＯＣを増加させる。

また、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなると、エンジン１０の燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行するとともに、エンジン１０の出力軸を第１ＭＧ２０を用いて回転させるモータリング制御を実行する。そして、ＥＣＵ２００は、フィルタ８４の再生が完了するまでモータリング制御を実行する。

図３に、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、再生要求判定部２０２と、制御範囲変更部２０４と、ＳＯＣ制御部２０６と、フューエルカット制御部２０８と、モータリング制御部２１０と、再生完了判定部２１２とを含む。

再生要求判定部２０２は、フィルタ８４の再生が要求されるか否かを判定する。再生要求判定部２０２は、ＰＭの燃焼によってＯＴ（Over Temperature）が引き起こされない程度にＰＭがフィルタ８４に堆積した状態になる場合に、フィルタ８４の再生が要求されると判定する。本実施の形態において、再生要求判定部２０２は、上流側圧力センサ９０と下流側圧力センサ９２とを用いてフィルタ８４の再生が要求されるか否かを判定する。

具体的には、再生要求判定部２０２は、上流側圧力センサ９０によって検出される上流側圧力と、下流側圧力センサ９２によって検出される下流側圧力との差がしきい値よりも高くなる場合には、フィルタ８４の再生が要求されると判定する。しきい値は、フィルタ８４におけるＰＭの堆積量が所定量以上であることを推定するための値であって、実験的あるいは設計的に適合される所定値であってもよいし、エンジン１０の運転状態あるいは運転履歴に応じて変化する値であってもよい。

なお、フィルタ８４の再生が要求されるか否かの判定方法としては、上述の上流側圧力センサ９０と下流側圧力センサ９２とを用いた方法に限定されるものではない。ＥＣＵ２００は、たとえば、空燃比センサ８６、酸素センサ８８、エアフローメータ、スロットル開度センサ、水温センサなどの各種センサを利用して、フィルタ８４の温度を推定したり、あるいは、エンジン１０の作動履歴、運転時間あるいは出力低下量等からフィルタ８４におけるＰＭの堆積量を推定したりして、推定された堆積量が所定量以上である場合に、フィルタ８４の再生が要求されると判定する方法であってもよい。

制御範囲変更部２０４は、再生要求判定部２０２によってフィルタ８４の再生が要求されると判定される場合に、ＳＯＣの制御範囲の変更処理を実行する。具体的には、制御範囲変更部２０４は、ＳＯＣの上限値ＳＯＣ＿Ｈを予め定められた値ΔＳＯＣ＿Ｈだけ増加した値ＳＯＣ＿Ｈ’を新たな上限値として設定する。さらに、制御範囲変更部２０４は、ＳＯＣの下限値ＳＯＣ_Ｌを予め定められた値ΔＳＯＣ＿Ｌだけ減少した値ＳＯＣ＿Ｌ’を新たな下限値として設定する。なお、ＳＯＣの上限値ＳＯＣ＿Ｈの上げ幅ΔＳＯＣ＿Ｈと、ＳＯＣの下限値ＳＯＣ＿Ｌの下げ幅ΔＳＯＣ＿Ｌとは異なっていてもよいし、同じであってもよい。

また、制御範囲変更部２０４は、フィルタ８４の再生が完了した場合には、ＳＯＣの制御範囲の上限値をＳＯＣ＿Ｈに戻し、ＳＯＣの制御範囲の下限値をＳＯＣ＿Ｌに戻す。

ＳＯＣ制御部２０６は、制御範囲変更部２０４によってＳＯＣの制御範囲の変更処理が実行された場合には、制御基準値をＳＯＣ（０）から下限値ＳＯＣ＿Ｌと下限値ＳＯＣ＿Ｌ’との間の値ＳＯＣ(１）に変更する。制御基準値がＳＯＣ（０）からＳＯＣ（１）に変更されると、ＳＯＣと充放電要求パワーとの関係は、図４の実線に示す関係から図４の破線に示す関係に変更される。

そのため、ＳＯＣ制御部２０６は、図４の破線に示す関係に基づいて、バッテリ７０の現在ＳＯＣが制御基準値ＳＯＣ（１）と上限値ＳＯＣ＿Ｈ’との間の値である場合にバッテリ７０を放電するように充放電要求パワーを設定し、バッテリ７０の現在ＳＯＣが制御基準値ＳＯＣ（１）と下限値ＳＯＣ＿Ｌ’との間である場合にバッテリ７０を充電するように充放電要求パワーを設定する。そのため、車両要求パワーと充放電要求パワーとに応じて車両１が制御されることによって、バッテリ７０のＳＯＣは、制御基準値ＳＯＣ（１）に向けて減少するように制御される。

ＳＯＣ制御部２０６は、バッテリ７０の現在ＳＯＣがしきい値Ａよりも小さくなる場合には、制御基準値をＳＯＣ（１）から上限値ＳＯＣ＿ＨとＳＯＣ＿Ｈ’との間の値ＳＯＣ（２）に変更する。制御基準値がＳＯＣ（１）からＳＯＣ（２）に変更されると、ＳＯＣと充放電要求パワーとの関係は、図４の破線に示す関係から図４の一点鎖線に示す関係に変更される。なお、しきい値Ａは、変更前の下限値ＳＯＣ＿Ｌよりも小さい値であればよく、たとえば、ＳＯＣ（１）と同じ値であってもよいし、ＳＯＣ（１）よりも大きい値であってもよいし、ＳＯＣ（１）よりも小さい値であってもよい。

そのため、ＳＯＣ制御部２０６は、図４の一点鎖線に示す関係に基づいて、バッテリ７０の現在ＳＯＣが制御基準値ＳＯＣ(２）と上限値ＳＯＣ＿Ｈ’との間の値である場合にバッテリ７０を放電するように充放電要求パワーを設定し、バッテリ７０の現在ＳＯＣが制御基準値ＳＯＣ(２）と下限値ＳＯＣ＿Ｌ’との間である場合にバッテリ７０を充電するように充放電要求パワーを設定する。そのため、車両要求パワーと充放電要求パワーとに応じて車両１が制御されることによって、バッテリ７０のＳＯＣは、制御基準値ＳＯＣ(２）に向けて増加するように制御される。

なお、ＳＯＣ制御部２０６は、フィルタ８４の再生が完了した場合には、制御基準値をＳＯＣ（０）に戻す。

フューエルカット制御部２０８は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなる場合にエンジン１０において燃料噴射を停止させるフューエルカット制御を実行する。なお、しきい値Ｂは、変更前の上限値ＳＯＣ＿Ｈよりも大きい値であればよく、たとえば、ＳＯＣ（２）と同じ値であってもよいし、ＳＯＣ（２）よりも大きい値であってもよいし、ＳＯＣ（２）よりも小さい値であってもよい。このように、しきい値ＡおよびＢは、しきい値Ａを下限値とし、しきい値Ｂを上限値とするＳＯＣの範囲が、少なくとも変更前の下限値ＳＯＣ＿Ｌと変更前の上限値ＳＯＣ_Ｈとの間の制御範囲よりも広い範囲になるように設定される。また、しきい値ＡおよびＢは、しきい値Ａからしきい値ＢまでＳＯＣが変化する場合に、バッテリ７０の劣化が促進されないように設定される。さらに、しきい値ＡおよびＢは、しきい値Ａからしきい値ＢまでＳＯＣが変化することによって、モータリング制御が実施される前にエンジン１０の作動熱によりフィルタ８４の温度を再生可能な温度範囲内に上昇させることができるように設定される。

モータリング制御部２１０は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなる場合に、あるいは、フューエルカット制御部２０８によるフューエルカット制御の実行とともに第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０のクランク軸を回転させるモータリング制御を実行する。

モータリング制御部２１０は、エンジン１０の回転速度Ｎｅが予め定められた回転速度になるように第１ＭＧ２０を制御する。予め定められた回転速度として、フィルタ８４の温度がフィルタ８４の上限温度を超えない空気の供給量となるエンジン１０の回転速度が設定される。モータリング制御部２１０は、フィルタ８４の再生が完了するまでモータリング制御を継続し、フィルタ８４の再生が完了する場合にモータリング制御を終了する。

再生完了判定部２１２は、フィルタ８４の再生が完了したか否かを判定する。再生完了判定部２１２は、上流側圧力センサ９０と下流側圧力センサ９２とを用いてフィルタ８４の再生が完了したか否かを判定する。

具体的には、再生完了判定部２１２は、上流側圧力センサ９０によって検出される上流側圧力と、下流側圧力センサ９２によって検出される下流側圧力との差がしきい値よりも低くなる場合には、フィルタ８４の再生が完了したと判定する。

フィルタ８４の再生が完了したか否かの判定に用いられるしきい値は、実験的あるいは設計的に適合される所定値であってもよいし、エンジン１０の運転状態に応じて変化する値であってもよい。

また、フィルタ８４の再生が完了したか否かの判定に用いられるしきい値は、フィルタ８４の再生が要求されるか否かの判定に用いられるしきい値と同じ値であってもよいし、フィルタ８４の再生が要求されるか否かの判定に用いられるしきい値よりも小さい値であってもよい。

図５を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、フィルタ８４の再生が要求されるか否かを判定する。フィルタ８４の再生が要求されると判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、フィルタ８４の再生が要求される場合に再生要求判定フラグをオン状態にしてもよい。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣの制御範囲の変更処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣの制御範囲の上限値ＳＯＣ＿Ｈを上限値ＳＯＣ_Ｈ’に増加させ、ＳＯＣの制御範囲の下限値ＳＯＣ＿Ｌを下限値ＳＯＣ＿Ｌ’に減少させることによりＳＯＣの制御範囲を拡大する。なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、再生要求判定フラグがオン状態である場合に、ＳＯＣの制御範囲の変更処理を実行してもよい。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣの制御基準値をＳＯＣ(０）からＳＯＣ（１）に引き下げる。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ａよりも小さいと判定された場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻される。なお、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがＳＯＣ（１）よりも小さいと判定された場合に、下限値到達フラグをオン状態にしてもよい。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣの制御基準値をＳＯＣ（１）からＳＯＣ（２）に引き上げる。なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、下限値到達フラグがオフ状態からオン状態になる場合に、ＳＯＣの制御基準値をＳＯＣ（１）からＳＯＣ（２）に引き上げるようにしてもよい。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きいか否かを判定する。バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きいと判定された場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。なお、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがＳＯＣ（２）よりも大きいと判定された場合に、上限値到達フラグをオン状態にしてもよい。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０のフューエルカット制御を実行する。なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、上限値到達フラグがオフ状態からオン状態になる場合に、フューエルカット制御を実行してもよい。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０の出力軸を回転させるモータリング制御を実行する。なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、上限値到達フラグがオフ状態からオン状態になる場合に、モータリング制御を実行してもよい。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ２００は、フィルタ８４の再生が完了したか否かを判定する。フィルタ８４の再生が完了したと判定された場合に（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１１６に戻される。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ２００は、通常制御に復帰する。具体的には、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣの制御範囲の上限値をＳＯＣ＿Ｈ’からＳＯＣ＿Ｈに戻し、ＳＯＣの制御範囲の下限値をＳＯＣ＿Ｌ’からＳＯＣ＿Ｌに戻す。さらに、ＥＣＵ２００は、ＳＯＣの制御基準値をＳＯＣ（２）からＳＯＣ（０）に引き下げる。さらに、ＥＣＵ２００は、フューエルカット制御とモータリング制御を停止する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図６を参照しつつ説明する。

たとえば、フィルタ８４の再生が要求されていない場合（再生要求フラグがオフ状態である場合）を想定する。この場合、図４の実線に示すＳＯＣと充放電要求パワーとの関係に基づいて充放電要求パワーが決定されるため、バッテリ７０のＳＯＣ（図６の実線（太線））は、制御基準値ＳＯＣ（０）（図６の一点鎖線（太線））を中心として変化する。このとき、バッテリ７０のＳＯＣは、ＳＯＣ＿Ｈを上限値とし、ＳＯＣ＿Ｌを下限値とした制御範囲内で制御される。

この場合において、エンジン１０は、たとえば、車両１の状態に応じて作動状態になったり、停止状態になったりする（通常制御が行なわれる）。そのため、フィルタ８４の温度Ｔｆは、ＰＭ再生可能温度範囲の下限温度Ｔｆ（０）よりも低い状態が維持される。

時間ｔ（０）にて、上流側圧力と下流側圧力との差がしきい値よりも高くなることにより、フィルタ８４の再生が要求される場合、再生要求フラグがオン状態になるととともに、ＳＯＣの制御範囲の変更処理が実行される。そのため、図６の破線（細線）に示すように、ＳＯＣの制御範囲の上限値ＳＯＣ＿ＨがＳＯＣ＿Ｈ’に増加し、ＳＯＣの下限値ＳＯＣ＿ＬがＳＯＣ＿Ｌ’に減少される。さらに、ＳＯＣの制御基準値がＳＯＣ（０）からＳＯＣ（１）に引き下げられる。このとき、バッテリ７０の放電が要求されることになるため（充放電要求パワーが正の値になるため）、エンジン１０が停止状態となり、第２ＭＧ３０の動力により車両１が走行する（ＥＶ走行する）。

その結果、バッテリ７０のＳＯＣは、時間ｔ（０）以降において、引き下げられたＳＯＣの制御基準値ＳＯＣ（１）に向けて低下していく。そして、時間ｔ（１）にて、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ａよりも小さくなると、時間ｔ（２）にて、ＳＯＣの制御中心値がＳＯＣ（１）からＳＯＣ（２）に引き上げられる。このとき、バッテリ７０の充電が要求されることになるため（充放電要求パワーが負の値になるため）、エンジン１０が作動状態になる。

そのため、バッテリ７０のＳＯＣは、時間ｔ（２）以降において、制御基準値ＳＯＣ（２）に向けて増加していく。このとき、エンジン１０が作動状態となるため、エンジン１０の排気熱によりフィルタ温度Ｔｆも上昇していく。そして、時間ｔ（３）にて、フィルタ８４の温度が下限温度Ｔｆ（０）以上となる。

時間ｔ（４）にて、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなると、フューエルカット制御の実行とともに、モータリング制御が実行される。モータリング制御により酸素を含む空気が下限温度Ｔｆ（０）以上の温度となったフィルタ８４に供給されるため、フィルタ８４においてＰＭの燃焼が促進される。ＰＭの燃焼が促進されることによってフィルタ８４の温度Ｔｆがさらに上昇する。そして、フィルタ８４からＰＭが除去されるとフィルタ８４の温度Ｔｆは下降を開始する。

時間ｔ（５）にて、上流側圧力と下流側圧力との差がしきい値以下になることによりフィルタの再生が完了したと判定されると、フィルタ要求フラグがオフ状態になり、通常制御に復帰する。

そのため、ＳＯＣの制御範囲の上限値がＳＯＣ＿Ｈ’からＳＯＣ＿Ｈに戻され、ＳＯＣの制御範囲の下限値がＳＯＣ＿Ｌ’からＳＯＣ＿Ｌに戻される。また、ＳＯＣの制御基準値は、ＳＯＣ（２）からＳＯＣ（０）に引き下げられる。

このように、時間ｔ（２）から時間ｔ（４）までにおけるエンジン１０の作動時間は、図６の破線（太線）に示される、時間ｔ（０）からＳＯＣをしきい値Ｂまで増加させる場合のエンジン１０の作動時間（時間ｔ（０）から時間ｔ（１）までの時間）よりも長い期間となる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両１によると、フィルタ８４の再生が要求される場合に、バッテリ７０のＳＯＣの制御範囲を拡大して、ＳＯＣを下限値ＳＯＣ＿Ｌ’に向けて減少させることにより、その後のエンジン１０の作動時にバッテリ７０が充電されても、ＳＯＣを減少させない場合よりもエンジン１０の作動時間を長くすることができる。そのため、フィルタ８４の温度上昇に必要なエンジン１０の作動時間を確保することができる。したがって、フィルタの温度上昇に必要なエンジンの作動時間を確保してフィルタを速やかに再生するハイブリッド車両を提供することができる。

さらに、フィルタ８４の再生が要求されないときの下限値ＳＯＣ＿ＬよりもＳＯＣを減少させることにより、その後のガソリンエンジンの作動時にバッテリ７０が充電されても、バッテリ７０のＳＯＣを減少させない場合や制御範囲を拡大しない場合よりもエンジン１０の作動時間を長くすることができる。

さらに、ＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなると、モータリング制御を実行することにより、再生可能温度範囲の下限温度Ｔｆ（０）以上の温度となったフィルタ８４に対して酸素を含む空気を供給することができるため、フィルタ８４に堆積したＰＭの燃焼を促進することができる。

さらに、フィルタ８４の再生が完了するまでモータリング制御を実行することにより、フィルタ８４に堆積するＰＭを除去することができる。

以下に変形例について説明する。本実施の形態においては、ＳＯＣの制御範囲の上限値ＳＯＣ＿Ｈを増加させ、下限値ＳＯＣ＿Ｌを減少させることにより、制御範囲を拡大するものとして説明したが、たとえば、ＳＯＣの制御範囲の下限値ＳＯＣ＿Ｌのみを引き下げることにより、制御範囲を拡大するようにしてもよいし、上限値ＳＯＣ_Ｈのみを引き上げることにより、制御範囲を拡大するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、ＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなる場合に、フューエルカット制御とモータリング制御とを実行するものとして説明したが、たとえば、フィルタ温度Ｔｆが下限温度Ｔｆ（０）よりも大きいしきい値以上となる場合に、フューエルカット制御とモータリング制御を実行してもよい。この場合において、フィルタ温度Ｔｆは、センサ等を用いて直接的に検出されてもよいし、各種センサの検出結果を利用して推定されてもよい。

さらに、本実施の形態において、ＳＯＣがしきい値Ａよりも小さいと判定されるタイミングと、制御基準値をＳＯＣ（０）からＳＯＣ（１）に引き上げるタイミングとが異なるタイミングであるものとして説明したが、同じタイミングであってもよい。

さらに、本実施の形態において、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値Ｂよりも大きくなると、フィルタの再生が完了するまでモータリング制御が連続して実行されるものとして説明したが、たとえば、第１ＭＧ２０を用いたエンジン１０の出力軸の回転（以下、モータリングと記載する）を開始してから第１時間が経過するまでモータリングを実施し、第１時間が経過してから第２時間が経過するまでモータリングを停止する一連の動作を繰り返すことによって、モータリングを間欠的に実行する間欠モータリング制御がフィルタの再生が完了するまで実行されてもよい。このようにすると、フィルタ８４に供給される空気の量を適切に調整することができる。

さらに、本実施の形態においては、車両要求パワーと充放電要求パワーとに応じて車両１が制御されるパワー制御を一例として説明したが、特に、パワー制御に代えて他の出力制御（たとえば、トルク制御）により車両１が制御されるようにしてもよい。なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、８ トランスミッション、１０ エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、１４ 車輪速センサ、１６ 出力軸、１７ 駆動軸、２０，３０ ＭＧ、４０ 動力分割装置、５８ 減速機、６０ ＰＣＵ、７０ バッテリ、７２ 駆動輪、８０ 排気通路、８２ 触媒、８４ フィルタ、８６ 空燃比センサ、８８ 酸素センサ、９０ 上流側圧力センサ、９２ 下流側圧力センサ、１１２ 気筒、１５２ 電流センサ、１５４ 電圧センサ、１５６ 電池温度センサ、１６０ アクセルペダル、１６２ ペダルストロークセンサ、２００ ＥＣＵ，２０２ 再生要求判定部、２０４ 制御範囲変更部、２０６ ＳＯＣ制御部、２０８ フューエルカット制御部、２１０ モータリング制御部、２１２ 再生完了判定部。

Claims (5)

1. エンジンと、
   前記エンジンの排気通路を流通する粒子状物質を捕捉するフィルタと、
   前記エンジンが作動するときに充電される蓄電装置と、
   前記蓄電装置の電力を用いて車両の駆動力を発生する駆動装置と、
   前記蓄電装置の残存容量が制御範囲内になるように前記蓄電装置の充放電量を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記フィルタの再生が要求される場合に、前記フィルタの再生が要求されないときよりも前記制御範囲を拡大するとともに、前記残存容量を前記制御範囲の下限値に向けて減少させた後に、前記制御範囲の上限値に向けて増加させる、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記フィルタの再生が要求される場合は、前記フィルタの再生が要求されないときよりも前記上限値を増加させ、かつ、前記下限値を減少させることにより前記制御範囲を拡大するとともに、前記フィルタの再生が要求されないときの前記下限値よりも前記残存容量を減少させた後に、前記フィルタの再生が要求されないときの前記上限値よりも前記残存容量を増加させる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記残存容量が前記制御範囲内の制御基準値と前記上限値との間の値である場合に前記蓄電装置を放電し、前記残存容量が前記制御基準値と前記下限値との間の値である場合に前記蓄電装置を充電するように前記充放電量を制御し、
   前記フィルタの再生が要求される場合に、前記フィルタの再生が要求されないときの前記下限値よりも前記制御基準値を減少させた後、前記フィルタの再生が要求されないときの前記上限値よりも前記制御基準値を増加させる、請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記駆動装置は、前記エンジンの出力軸に連結される回転電機を含み、
   前記制御装置は、前記残存容量を前記上限値に向けて増加させる場合に、前記残存容量がしきい値を超えると、前記エンジンの燃料噴射を停止するとともに、前記出力軸を前記回転電機を用いて回転させるモータリング制御を実行する、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御装置は、前記フィルタの再生が完了するまで前記モータリング制御を実行する、請求項４に記載のハイブリッド車両。

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