JP3896999B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンによる発電とエンジンへのトルクアシストが可能な駆動力制御用モータと、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を備えたハイブリッド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、エンジンとモータとを組み合わせ、そのモータが必要に応じてエンジンによる発電を行ったり、補助的に駆動力を付与（以下トルクアシストまたは単にアシストという）したりするようなハイブリッド車両が開発されている。このハイブリッド車両では、走行負荷に相当するエンジン出力（以下目標エンジン出力という）が低い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも高めに設定し、余剰出力によってモータで発電するとともにそのエネルギをバッテリに貯蔵する。一方、目標エンジン出力が高い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも低めに設定し、不足する出力をモータ出力で補う（バッテリに貯蔵したエネルギでモータを駆動する）トルクアシストを行う。
【０００３】
即ち、目標エンジン出力の変動幅に対し、実際のエンジン出力の変動幅を狭く設定することができるので、エンジンを効率の高い領域で運転させ易くなり、燃費や排ガス浄化性能を高めることができる。
【０００４】
一方、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）の削減要求が近年高まっている。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。
【０００５】
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。この方法は、ＰＭを燃焼させる間、排ガスを高温に保つ必要があり、そのためエンジンを一定以上の出力で運転することが要求される。
【０００６】
このようなＰＦ再生処理を行うハイブリッド車両として、ＰＦ再生処理中にバッテリに充電を行ってエンジン出力を高めるとともに、その充電時間を延長するようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
このようにすると、ＰＦ再生処理中のエンジン出力を目標エンジン出力より高めることになるので、排気温度が高くなり、ＰＭの燃焼に好適となる。更に、充電時間を延長することにより、ＰＭ燃焼のための時間を確保し易くなる。そして充電によって貯蔵されたエネルギは、後にトルクアシストに供されるのでエネルギを効率良く利用することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２４２７２１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に示された装置においてＰＦの再生処理を行う場合、特に目標エンジン出力が低いときには充電に必要なエンジン出力を増加しただけではＰＭを燃焼させるに足る高温の排ガスを得ることができず、更にエンジン出力を高める必要がある。そうするとエンジン出力が目標エンジン出力よりも高くなり過ぎるので、駆動トルクが運転者の意に反して上昇し、違和感を与える虞がある。また、エネルギーロスを招いて燃費改善効果を目減りさせるという問題が生じる。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑み、ＰＦ再生処理中に充電を行ってエンジン出力を高めることによって効果的にＰＭを燃焼させるとともに、目標エンジン出力の高低にかかわらず、運転者に違和感を与えることなくＰＦ再生処理を行うことができ、燃費改善効果を充分得ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【００１１】
【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とエンジンへのトルクアシストが可能な駆動力制御用モータと、エンジンの排気通路に設けられ、酸化触媒と併用されるＰＦと、上記ＰＦのＰＭ堆積量を推定するＰＭ堆積量推定手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、上記ＰＭ堆積量が所定値以上になったときに上記駆動力制御用モータで発電させるとともに、後噴射を行って堆積したＰＭを燃焼させる制御手段とを備え、上記制御手段は、目標エンジン出力が低いときには高いときに比べて後噴射量が多くなるように設定するとともに、上記パティキュレートマター堆積量が所定値以 上になるまでの時間が短いと推定されるとき、上記駆動力制御用モータを、バッテリ残容量が減少するように制御することを特徴とする。
【００１２】
なお、当明細書において酸化触媒と併用されるＰＦとは、ＰＭがＰＦに捕集される前に排出ガスが酸化触媒作用を受けるように構成されているものを言い、例えば独立した酸化触媒の下流に設けられたＰＦや、酸化触媒作用を併有するＰＦ（所謂酸化触媒担持型ＰＦ）を含む。
【００１３】
この構成によると、ＰＭ堆積量が所定値以上になったときに駆動力制御用モータを発電させ、エンジン出力を高めた状態でＰＭを燃焼させるので、高い排気温度でのＰＭの燃焼が可能となり、良好なＰＦ再生処理を行い易くなる。また、高めたエンジン出力は発電によってバッテリに貯蔵され、後にトルクアシストを行う際に取り出すことができるので、エネルギを効率的に利用することができる。
【００１４】
そして、目標エンジン出力が低く、発電によってエンジン出力を高めても排気温度が充分に上昇しない状態のとき、それ以上エンジン出力を増大するのではなく、後噴射を行う。後噴射された燃料は燃焼することなく排気通路に導かれる。そして、酸化触媒作用を受けて酸化が促進されるので、その反応熱によって排気温度が上昇し、ＰＭが良好に燃焼される。後噴射量が多いほど排気温度の上昇幅が大きくなる。
【００１５】
このようにするとＰＦ再生処理中のエンジン出力は目標エンジン出力と発電のための出力との和となる。つまり駆動トルクが必要以上に高くならないので、不意に駆動トルクが増大するような違和感を運転者に与えることが防止される。
【００１６】
また、目標エンジン出力が特に低く、目標エンジン出力のための主噴射と後噴射だけでは充分な排気温度上昇が得られない（後噴射による温度上昇には限界があるので）場合であっても、発電のために主噴射を増加するので、駆動トルクを上昇させることなく排気温度を上昇させることができる。
【００１７】
更に本構成では目標エンジン出力が低いときには高いときに比べて後噴射量が多くなるように設定している。こうすることにより、目標エンジン出力が低いときには後噴射量を多くして充分な排気温度まで上昇させることができ、目標エンジン出力が高いときには後噴射量を少なくして排気温度を必要以上に上昇させないようにし、燃料の消費を抑制することができる。
【００１８】
更に、ＰＭ堆積量が所定値以上になるまでの時間が短いと推定されるとき、つまりＰＦ再生処理を開始する時期が近づいていると推定されるとき（例えばＰＭ堆積量が所定値に近づいたときやその増加が急激であるときなど）に予めＳＯＣ（バッテリ残容量）が減少するように制御するので、ＰＦ再生処理が開始されるときには既にＳＯＣが少なくなっている。従ってＰＦ再生処理中に多量の発電を行ってもフル充電に至るまでにＰＦ再生処理を終了させることができる。即ちＰＦ再生処理時間を確保することができる。また後噴射量を最小限にし、燃料の消費を抑制することができる。なおＳＯＣを減少させるには、例えばトルクアシスト量を増大したり、トルクアシスト領域を拡大したりするなどの制御を行えば良い。
【００１９】
この発明において、上記制御手段は、バッテリ残容量が多いときには少ないときに比べて後噴射量が大きくなるように、かつ上記駆動力制御用モータの発電量が少なくなるように設定（請求項２）しても良い。
【００２０】
このようにすると、バッテリ残容量（電流や電圧をパラメータとして求められる。以下ＳＯＣと略称する）が多いときに発電量を少なくするので、フル充電までの時間を延長することができ、ＰＦ再生処理に要する時間を確保することができる。また過充電を防止しバッテリを保護することができる。一方、発電量を少なくすると発電に要するエンジン出力も低くなり、排気温度の上昇が不十分となる場合がある。そのようなときでも後噴射量を増大させることにより、必要な高排気温度を確保することができる。
【００２１】
また、上記駆動力制御用モータには、アクセル開度に応じて発電領域とトルクアシスト領域とが設定されており、上記トルクアシスト領域において上記ＰＭ堆積量が所定値以上になったとき、上記制御手段は上記駆動力制御用モータの発電を禁止して、堆積したＰＭを後噴射によって燃焼させる（請求項３）ようにしても良い。
【００２２】
トルクアシスト中にＰＦ再生処理が開始した場合、エンジン出力を増大させずに発電を行えば、その分駆動トルクが低下するので運転者に違和感を与えてしまう。これを防止するためには発電開始と同時にその分エンジン出力を増大させれば良いが、そのタイミングが僅かにずれるだけでも駆動トルクの急変によるショックが発生し易くなり、やはり運転者に違和感を与えることが避け難い。そこで本構成のように、トルクアシスト領域でのＰＦ再生処理において発電を禁止し、必要な排気温度の上昇を後噴射によって行うようにすれば、トルクアシスト領域での急激な駆動力変動が起こらず、運転者に違和感を与えることが確実に防止される。
【００２３】
なお、たとえＰＦ再生処理を開始する時期が近づいていても、必要以上にＳＯＣを減少させるとトルクアシストに支障をきたす可能性がある場合、ＳＯＣを大幅に減少させることは好ましくない。そこで上記駆動力制御用モータのトルクアシストの発生頻度に関する運転環境パラメータを測定する運転環境測定手段を備え、上記運転環境測定手段によってトルクアシストの発生頻度が高いと測定されるときには低いと測定されるときに比べてＳＯＣの減少幅が小さくなるように制御する（請求項４）ことにより、ＳＯＣを必要以上に減少させないようにすることができる。
【００２４】
即ち、トルクアシストの発生頻度が高いと測定されるときには、ＳＯＣの減少幅が小さくなるように制御することにより、ＰＦ再生処理中の充電余地を確保しつつ、ＳＯＣが減少しすぎてトルクアシストに支障をきたすことを効果的に防止することができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
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（駆動力制御用モータ）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。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。
【００２７】
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。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）。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、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して運転者をガイドするナビゲーションシステム３４（運転環境測定手段）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などを含む。
【００３２】
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。
【００３３】
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の運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段であるとともにモータ１を制御したり後噴射量を決定したりする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。
【００３４】
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、目的地及びその経路中の運転環境情報（市街地、登坂路など）が入力される。
【００３５】
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）。
【００３６】
図２には４本の特性（モータトルク特性６１〜６４）が示されている。後に詳述するように、各特性は所定の条件が成立したときに選択される。何れの特性も、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ことを示している。また、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。
【００３７】
表１は、条件別のＩＳＧ制御を示す表である。但し、表１に示す条件１〜４は、何れもＰＦ再生処理が不要であるときに成立する条件である。
【００３８】
【表１】

【００３９】
条件１は、ＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ１以下であるときに成立する。この場合は未だＰＭ堆積量が充分少なく、当面ＰＦ再生処理は不要である。なお、ＰＭ堆積量は、圧力センサ３７，３８によって測定されるＤＰＦ２２の前後差圧からＥＣＵ３０によって推定される。前後差圧が大であるほどＰＭ堆積量が大とされる。これはＰＭ堆積量が増加するとＤＰＦ２２の目詰まりが多くなるので、排ガスがＤＰＦ２２を通過するときの圧力損失が大、つまりＤＰＦ２２の前後差圧が大となるからである。このように、ＥＣＵ３０及び圧力センサ３７，３８はＰＭ堆積量推定手段として機能する。なお、ＰＭ堆積量の代用特性として直接ＤＰＦ２２の前後差圧を用いても良い。
【００４０】
条件１成立時のＩＳＧ制御としては、アシスト量、発電量ともに通常の特性によって制御される。この特性は、図２に示すモータトルク特性６１に相当する。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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
表１に示す条件２は、ＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ１より多く、Ｑ２より少ない（Ｑ１＜Ｑ２）とき、かつＳＯＣ（バッテリ残容量）が所定値Ｐ１より少ないときに成立する。この場合はＰＭ堆積量が比較的高くなっており、ＰＦ再生処理までの時間が短いと推定される。また、ＳＯＣが少なく、あまりトルクアシストを行う余裕が少ない状態である。なお、ＳＯＣはバッテリ電圧によって測定する。即ちバッテリ電圧が高いほどＳＯＣは多いとされる。
【００４４】
条件２成立時のＩＳＧ制御としては、通常の制御に対してアシスト量を削減し、発電量を増大させるように制御される。この特性は、図２に示すモータトルク特性６２に相当する。モータトルク特性６２によると、発電による充電量が増大し、トルクアシストによる放電量が減少している。つまりＳＯＣが増大する方向に制御がなされる。このようにしてＳＯＣの減少による電力不足が解消される。
【００４５】
条件３は、ＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ１より多く、Ｑ２より少ない（Ｑ１＜Ｑ２）とき、かつＳＯＣ（バッテリ残容量）が所定値Ｐ１以上であるとき、かつナビゲーションシステム３４から得られる運転環境が市街地でも登坂路でもないときに成立する。この場合はＰＭ堆積量が比較的高くなっており、ＰＦ再生処理までの時間が短いと推定される。また、ＳＯＣが多くトルクアシストを行う余裕が大である。更に、市街地でも登坂路でもないので、トルクアシストがそれほど頻繁に行われることがない状態である。
【００４６】
条件３成立時のＩＳＧ制御としては、通常の制御に対してアシスト量を大幅に増大し、発電量を大幅に減少させる（殆どゼロにする）ように制御される。この特性は、図２に示すモータトルク特性６３に相当する。モータトルク特性６３によると、殆ど発電がなされない一方、トルクアシストによる放電量が大幅に増大する。つまりＳＯＣを大幅に減少させる方向に制御がなされる。これは、間もなく行われると推定されるＰＦ再生処理に備えた制御である。即ち、ＰＦ再生処理を行うときに多量の発電を行ってエンジン出力を高められるように、予めＳＯＣを減少させておき、充電余地を拡大しておくのである。こうすることにより、ＰＦ再生処理中に多量の発電を行ってもフル充電に至るまでにＰＦ再生処理を終了させることができる。即ちＰＦ再生処理時間を確保することができる。また後噴射量を最小限にし、燃料の消費を抑制することができる。
【００４７】
なお、条件３はトルクアシストがそれほど頻繁に行われることがないときに成立するので、このようにＳＯＣを大幅に削減しても電力不足に陥る虞はない。
【００４８】
条件４は、ＰＭ堆積量Ｑやバッテリ残容量ＳＯＣについては条件３と同一であるが、運転環境が市街地又は登坂路であるときに成立する。この場合はＰＭ堆積量が比較的高くなっており、ＰＦ再生処理までの時間が短いと推定される。また、ＳＯＣが多くトルクアシストを行う余裕が大である。更に、市街地又は登坂路であって、トルクアシストが比較的頻繁に行われる状態である。
【００４９】
条件４成立時のＩＳＧ制御としては、通常の制御に対してアシスト量を小幅に増大し、発電量を小幅に減少させるように制御される。この特性は、図２に示すモータトルク特性６４に相当する。モータトルク特性６４の狙いと作用はモータトルク特性６３（条件３）とほぼ同じであるが、モータトルク特性６１（条件１）に対する発電量とアシスト量の増加量がモータトルク特性６３よりも小幅である。これは、トルクアシストが比較的頻繁に行われることを考慮して設定されている。即ち、あまりＳＯＣを大幅に減少させると、電力不足によってトルクアシストに支障をきたす虞があるため、それを未然に防止している。
【００５０】
以上、条件１〜４に応じてアシスト量や発電量を増減させるＩＳＧ制御について説明したが、これを量の増減ではなく、領域の拡縮とするように制御しても良い。図３は、各条件に応じて発電領域とアシスト領域を拡縮させた場合の領域設定図である。
【００５１】
図３の設定によると、条件１成立時には領域設定７１が選択される。これに対し、条件２成立時には領域設定７２が選択される。領域設定７２は領域設定７１に対し、発電領域が拡大され、アシスト領域が縮小されている。これによって発電の機会が増大し、トルクアシストの機会が減少する。従ってＳＯＣを増大させる方向に制御がなされ、図２のモータトルク特性６２を選択した場合と同様の効果が得られる。条件３成立時には領域設定７３が選択される。領域設定７３は領域設定７１に対し、発電領域が大幅に縮小され、アシスト領域が大幅に拡大されている。これによって発電の機会が大幅に減少し、トルクアシストの機会が大幅に増大する。従ってＳＯＣを大幅に減少させる方向に制御がなされるので、図２のモータトルク特性６３を選択した場合と同様の効果が得られる。条件４成立時には領域設定７４が選択される。領域設定７４は領域設定７１に対し、発電領域が小幅に縮小され、アシスト領域が小幅に拡大されている。これによって発電の機会が小幅に減少し、トルクアシストの機会が小幅に増大する。従ってＳＯＣを小幅に減少させる方向に制御がなされるので、図２のモータトルク特性６４を選択した場合と同様の効果が得られる。
【００５２】
図２に示すような発電量、アシスト量の増減による制御と、図３に示すような発電領域、アシスト領域の拡縮による制御とは、何れの設定としても良く、両者を組み合わせた設定としても良い。
【００５３】
次にＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ２以上となった場合について説明する。このとき、ＥＣＵ３０からＰＦ再生処理指令が発せられ、ＰＦ再生処理が実行される。その実行形態が表２に示すように条件別に設定されている。
【００５４】
【表２】

【００５５】
表２に示すように、条件５と条件６とが設定されている。条件５は、ＰＭ堆積量Ｑ≧所定値Ｑ２であって、かつＰＦ再生処理開始時の領域が非アシスト領域、つまり発電領域又はＮ領域であるときに成立する。このとき、ＥＣＵ３０からＰＦ再生処理指令が発せられ、ＰＭを燃焼するに好適な排気温度となるような制御がなされる。即ちＰＦ再生処理のための発電量が増大される。また、ＰＦ再生処理中の燃料噴射は、燃焼してトルクを発生させるための主噴射と、それより後に噴射され、燃焼に供されない後噴射とがなされる。主噴射量は、目標エンジン出力を発生させるために必要な燃料（駆動用主噴射）と発電するために必要な燃料（発電用主噴射）との合計となる。
【００５６】
この点について図４を参照して説明する。図４は、目標エンジン出力（横軸）と排ガスに与えるエネルギ（縦軸）との関係を示す特性図である。図４には、ＰＭを燃焼させるに好適な排ガスエネルギが特性Ｌ３として示されている（一定値Ｐ３）。これに対し、目標エンジン出力のための主噴射（駆動用）による排ガスエネルギが特性Ｌ１として示されている。目標エンジン出力の増加に伴い、主噴射量も増加する必要があるので排ガスエネルギも増加する。従って図のように特性Ｌ１は右上がりの特性となる。
【００５７】
特性Ｌ１に対し、発電のための主噴射（発電用）を追加すると、特性Ｌ２となる。例えば目標エンジン出力がＰ１であるとき、駆動用主噴射による排ガスエネルギが８１ａであって、発電を行うと同じ目標エンジン出力Ｐ１でありながら更に発電用主噴射による排ガスエネルギ８１ｂを付加したものとなる。しかし、図に示すように、目標エンジン出力Ｐ１は比較的低く、排ガスエネルギ８１ａと８１ｂとを合計しても排ガスエネルギＰ３より低い。その不足分が後噴射を行うことによって補われる。後噴射を行うと、その燃料は燃焼することなく排気通路１２に導かれる。そして、酸化触媒２１で酸化作用を受け、反応熱を発生させる。これによって排気温度（排ガスエネルギ）が上昇する。こうして後噴射による排ガスエネルギ８１ｃが更に付加されることにより、合計の排ガスエネルギがＰ３に達するので、ＰＭ燃焼が良好に行われる。このように、低出力時排ガスエネルギ配分８１は、駆動用主噴射による排ガスエネルギ８１ａ、発電用主噴射による排ガスエネルギ８１ｂ及び後噴射による排ガスエネルギ８１ｃによって構成され、駆動用主噴射による排ガスエネルギ８１ａが低い分、それを補う後噴射による排ガスエネルギ８１ｃが高くなっている。
【００５８】
一方、目標エンジン出力が比較的高いＰ２の場合、同様に高出力時排ガスエネルギ配分８２は駆動用主噴射による排ガスエネルギ８２ａ、発電用主噴射による排ガスエネルギ８２ｂ及び後噴射による排ガスエネルギ８２ｃによって構成され、合計の排ガスエネルギがＰ３となる。目標エンジン出力Ｐ２が比較的高いので、駆動用主噴射による排ガスエネルギ８２ａの割合が高く、それを補う後噴射による排ガスエネルギ８２ｃの割合が低くなっている。
【００５９】
このように、ＰＦ再生処理を行う際に発電を行い、発電用主噴射による排ガスエネルギ８１ｂ又は８２ｂを付加するので、その分、排ガスエネルギの不足分を補う後噴射による排ガスエネルギ８１ｃ又は８２ｃが削減されている。発電のために増加した燃料のエネルギは、充電によってバッテリに貯蔵され、後にトルクアシストとして有効に利用されるので、結局は後噴射による排ガスエネルギ８１ｃや後噴射による排ガスエネルギ８２ｃが削減された分、燃料消費の抑制がなされたことになる。
【００６０】
また、低出力時排ガスエネルギ配分８１では後噴射による排ガスエネルギ８１ｃの割合を高く（即ち後噴射量を多く）、高出力時排ガスエネルギ配分８２では後噴射による排ガスエネルギ８２ｃの割合を低く（即ち後噴射量を少なく）している。このようにすることにより、後噴射量を必要最小限とすることができ、排気温度を必要以上に上昇させないようにしつつ、燃料の消費を抑制している。
【００６１】
図５は、モータ発電トルク特性を示す特性図である。横軸にバッテリ残容量ＳＯＣを、縦軸にモータ発電トルクＴｍを示す。モータ発電トルク特性８５は、図に示すようにＳＯＣが多いほど小さくなるように設定されている。モータ発電トルクＴｍが高いほど発電量が多くなるので、ＳＯＣが少ないときには発電量を多くして速やかにＳＯＣを増大させるとともに、ＳＯＣが多いときには発電量を少なくして過充電を防止したり、フル充電に至るまでの時間を延長したりしている。
【００６２】
図６は、後噴射量特性を示す特性図である。横軸に目標エンジン出力を、縦軸に後噴射量Ｑａを示す。後噴射量特性８７は比較的ＳＯＣが多いときの特性、後噴射量特性８８はＳＯＣが中程度のときの特性、後噴射量特性８９は比較的ＳＯＣが少ないときの特性である。これらの特性は、何れも目標エンジン出力が高いほど後噴射量が少なくなるように設定されている。従って上述のように目標エンジン出力が低いときには後噴射量を多くして排ガスエネルギを増加させ、目標エンジン出力が高いときには後噴射量を少なくして過充電防止とＰＦ再生処理時間確保を行っている。そして、ＳＯＣが少ないときには全体的に後噴射量を少なくして発電量を増大させ、ＳＯＣが多いときには全体的に後噴射量を多くして発電量を減少させている。
【００６３】
次に、表２の条件６が成立する場合について説明する。条件６は、ＰＭ堆積量Ｑ≧所定値Ｑ２であって、かつＰＦ再生処理開始時の領域がアシスト領域であるときに成立する。このとき、ＥＣＵ３０からＰＦ再生処理指令が発せられ、ＰＭを燃焼するに好適な排気温度となるような制御がなされる。条件５との違いは、ＰＦ再生処理において発電を行わない点である。従ってＰＦ再生処理中の燃料噴射は、駆動用の主噴射とＰＦ再生用の後噴射とを合計したものとなる。
【００６４】
アシスト領域で運転中に発電を行うと、出力の一部が発電に供され、その分駆動トルクが低下し、運転者に違和感を与えてしまう。これを防止するために発電開始と同時にその分エンジン出力を増大させても、そのタイミングが僅かにずれるだけでも駆動トルクの急変によるショックが発生し易くなり、やはり運転者に違和感を与えることが避け難い。従って、条件６成立時にはＰＦ再生処理中であっても発電を禁止し、必要な排気温度の上昇を後噴射によって行うようにしている。こうすることにより、トルクアシスト領域での急激な駆動力変動が起こらず、運転者に違和感を与えることを確実に防止している。
【００６５】
図７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Ｓ３に移行してＰＦ再生処理中の制御（図８参照。詳細は後述する）がなされる。ステップＳ１でＮＯであれば更にＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ１を超えているか否かの判定がなされる（ステップＳ５）。ステップＳ５でＮＯであれば、Ｑ≦Ｑ１なので、表１の条件１が成立する。そこでステップＳ２１に移行し、条件１のときのＩＳＧ制御を実行してリターンする。
【００６６】
ステップＳ５でＹＥＳであれば、更にＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ２以上であるか否かの判定がなされる（ステップＳ７）。ステップＳ７でＹＥＳであれば、ＰＦ再生処理が必要な状態となったことを示すので、ＰＦ再生指令がＯＮとされる（ステップＳ９）。従って、次回ルーチン以降、ＰＦ再生指令がＯＦＦとなるまではステップＳ１でＹＥＳと判定され、ステップＳ３に移行することになる。ステップＳ９の後、ステップＳ２１に移行し、一旦条件１のときのＩＳＧ制御を行なった後リターンする。
【００６７】
ステップＳ７でＮＯであれば、Ｑ１＜Ｑ＜Ｑ２となっており、ＰＦ再生処理までの時間が短いと推定される状態となっている。そしてステップＳ１１でＳＯＣ≧Ｐ１であるか否かの判定がなされる。ステップＳ１１でＮＯであれば、表１の条件２が成立する。そこでステップＳ２３に移行し、条件２のときのＩＳＧ制御を実行してリターンする。
【００６８】
ステップＳ１１でＹＥＳであれば、更にナビゲーションシステム３４から現在位置（緯度、経度）が読み込まれ（ステップＳ１３）、市街地／登坂路データベースが参照される（ステップＳ１５）。こうして、現在を含む当面の運転環境が市街地や登坂路であるか否かの判定がなされる（ステップＳ１７）。ステップＳ１７でＮＯであれば、表１の条件３が成立する。そこでステップＳ２５に移行し、条件３のときのＩＳＧ制御を実行してリターンする。
【００６９】
ステップＳ１７でＹＥＳであれば、表１の条件４が成立する。そこでステップＳ１９に移行し、条件４のときのＩＳＧ制御を実行してリターンする。
【００７０】
図８は、図７のフローチャートにおけるステップＳ３のサブルーチンである。ＰＦ再生処理中の制御がスタート後、現在の運転領域がアシスト領域であるか否かの判定がなされる（ステップＳ４１）。ステップＳ４１でＮＯであれば、表２の条件５が成立する。そこで、以下ステップＳ４５〜Ｓ５５に示す条件５のときの制御がなされる。
【００７１】
先ず、図５のモータ発電トルク特性８５に基づいてモータ発電トルクＴｍが決定される（ステップＳ４５）。次に、そのモータ発電トルクＴｍに相当するエンジントルク増加分ΔＴｅが算出される（ステップＳ４７）。一方、アクセル開度から、目標エンジン出力Ｐｅが算出される（ステップＳ４９）。そして、ステップＳ４９で算出した目標エンジン出力ＰｅとステップＳ４７で算出したエンジントルク増加分ΔＴｅから、主噴射量Ｑｍが決定される（ステップＳ５１）。また、目標エンジン出力ＰｅとＳＯＣから、図６に示す後噴射量特性８７〜８９に基づき、後噴射量Ｑａが決定される（ステップＳ５３）。そしてステップＳ５５において、ＰＦ再生処理が実行される（主噴射量Ｑｍ、後噴射量Ｑａ。モータ発電トルクＴｍ）。
【００７２】
続いて、ステップＳ５７に移行し、ＰＭ堆積量Ｑが所定値Ｑ３よりも少なくなっているか否かの判定を行う。Ｑ３は充分少ない堆積量であって、ＰＦ再生処理を終了するために設けられた閾値である。ステップＳ５７でＮＯであればＰＦ再生処理を継続するため、そのままリターンする。ステップＳ５７でＹＥＳであれば、ＰＭ堆積量Ｑは充分少なくなっており、ＰＦ再生処理が完了した状態になっている。そこでステップＳ５９に移行してＰＦ再生指令をＯＦＦとした後リターンする。従って、次回のルーチンでは図７のステップＳ１でＮＯと判定され、ステップＳ５に移行することになる。
【００７３】
遡って、ステップＳ４１でＹＥＳであれば、表２の条件６が成立している。そこでステップＳ４３に移行し、条件６のときの制御を実行する。その後ステップＳ５７に移行する。
【００７４】
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。
【００７５】
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ハイブリッド車両の制御装置に適用しても良い。
【００７６】
また、当実施形態では酸化触媒２１をＤＰＦ２２の上流に設けているが、酸化触媒２１を設けずに、ＤＰＦ２２が酸化触媒作用を併有するもの（酸化触媒担持型ＤＰＦ）としても良い。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明のハイブリッド車両の制御装置によると、エンジンに動力連結されてエンジン回転による発電とエンジンへのトルクアシストが可能な駆動力制御用モータと、エンジンの排気通路に設けられ、酸化触媒と併用されるパティキュレートフィルタと、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するパティキュレートマター堆積量推定手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、上記パティキュレートマター堆積量が所定値以上になったときに上記駆動力制御用モータで発電させるとともに、後噴射を行って堆積したパティキュレートマターを燃焼させる制御手段とを備え、上記制御手段は、目標エンジン出力が低いときには高いときに比べて後噴射量が多くなるように設定するとともに、上記パティキュレートマター堆積量が所定値以上になるまでの時間が短いと推定さ れるとき、上記駆動力制御用モータを、バッテリ残容量が減少するように制御することを特徴とするので、ＰＦ再生処理中に充電を行ってエンジン出力を高めることによって効果的にＰＭを燃焼させるとともに、目標エンジン出力の高低にかかわらず、運転者に違和感を与えることなくＰＦ再生処理を行うことができ、燃費改善効果を充分得ることができる。更にＰＦ再生処理時間を確保することができ、また後噴射量を最小限にし、燃料の消費を抑制することができる。
【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】 上記実施形態の発電領域とアシスト領域を拡縮させた場合の領域設定図である。
【図４】 上記実施形態の目標エンジン出力と排ガスに与えるエネルギとの関係を示す特性図である。
【図５】 上記実施形態のモータ発電トルク特性を示す特性図である。
【図６】 上記実施形態の後噴射量特性を示す特性図である。
【図７】 上記実施形態における制御のフローチャートである。
【図８】 図７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（駆動力制御用モータ）
３ エンジン
２１ 酸化触媒
２２ ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）
３０ ＥＣＵ（制御手段、運転状態検出手段、パティキュレートマター堆積量推定手段）
３２ バッテリ
３４ ナビゲーションシステム（運転環境測定手段）
３７，３８ 圧力センサ（パティキュレートマター堆積量推定手段）

Claims (4)

1. エンジンに動力連結されてエンジン回転による発電とエンジンへのトルクアシストが可能な駆動力制御用モータと、
   エンジンの排気通路に設けられ、酸化触媒と併用されるパティキュレートフィルタと、
   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するパティキュレートマター堆積量推定手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
   エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
   上記パティキュレートマター堆積量が所定値以上になったときに上記駆動力制御用モータで発電させるとともに、後噴射を行って堆積したパティキュレートマターを燃焼させる制御手段とを備え、
   上記制御手段は、目標エンジン出力が低いときには高いときに比べて後噴射量が多くなるように設定するとともに、上記パティキュレートマター堆積量が所定値以上になるまでの時間が短いと推定されるとき、上記駆動力制御用モータを、バッテリ残容量が減少す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制御装置。
2. 上記制御手段は、バッテリ残容量が多いときには少ないときに比べて後噴射量が多くなるように、かつ上記駆動力制御用モータの発電量が少なくなるように設定することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 上記駆動力制御用モータには、アクセル開度に応じて発電領域とトルクアシスト領域とが設定されており、
   上記トルクアシスト領域において上記パティキュレートマター堆積量が所定値以上になったとき、上記制御手段は上記駆動力制御用モータの発電を禁止して、堆積したパティキュレートマターを後噴射によって燃焼させる
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 上記駆動力制御用モータのトルクアシストの発生頻度に関する運転環境パラメータを測定する運転環境測定手段を備え、
   上記運転環境測定手段によってトルクアシストの発生頻度が高いと測定されるときには低いと測定されるときに比べて上記バッテリ残容量の減少幅が小さくなるように制御される
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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