JP4396600B2

JP4396600B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP4396600B2
Application number: JP2005240951A
Authority: JP
Inventors: 巨樹長島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: JP2007055348A

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来のハイブリッド車両の制御装置としては特許文献１のようなものがある。この従来技術によれば、エンジンの運転点をバッテリ状態だけでなく触媒作動状態も考慮して選択する。触媒を活性させる場合には、エンジンの運転点を駆動要求出力よりも高出力な点に移動させ、排気温度を上昇させる。このときの駆動要求出力に対する余剰出力が回生され発電される。そして、この回生する発電量を制御することで、触媒が常に最適に機能させ、排気性能を改善させている。
特開２００４−１７６７２５号公報

しかしながら、前述した従来技術は、触媒の活性動作要求があった場合、触媒活性に要する時間を考慮せずに、触媒温度が低ければ要求発電量を増大させるように設定していた。そのため、設定された発電量によっては、発電量が多すぎて過充電になる場合や、発電量が少なすぎて排気温度の上昇が遅くなり、触媒活性までに長時間を要するなどの問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、上記問題点を改善するハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

本発明は、排気浄化装置を排気通路に設置したエンジンと、前記エンジンの出力で発電を行う発電機と、前記発電機で発電した電力を蓄電する蓄電手段と、前記発電機で発電した電力により駆動される電動機を備え、前記エンジンと電動機、または電動機の出力により走行するハイブリッド車両の制御装置であって、前記排気浄化装置の昇温を要求し、前記蓄電手段の蓄電状態を検出し、前記昇温要求時に、前記排気浄化装置を所定の温度まで昇温させるのに必要な目標エンジン出力と目標運転点とを予め設定し、前記排気浄化装置を昇温している所要時間を演算し、前記目標エンジン出力のうち、車両の走行に必要な出力を除いた余剰出力により発電できる発電量を演算し、前記蓄電手段の現在の蓄電状態と前記発電量に基づいて、前記所要時間内に、前記蓄電手段の蓄電状態が過充電状態になるか否かを判定し、前記過充電判定手段が過充電にならないとの判定結果であれば、エンジン運転点を前記目標運転点に制御する一方、前記過充電判定手段の判定結果が過充電になるとの判定結果であれば、エンジン運転点を前記目標エンジン出力よりも低いエンジン出力が得られ、かつ排気温度を前記目標運転点における排気温度以上に保つことができる運転点に制御する。

本発明によれば、排気浄化装置の再生動作要求があった場合、バッテリ残量と排気浄化装置の作動状態のみならず、再生に要する時間も考慮に入れて、発電量を設定する。そのため、再生に要する時間を考慮せずに、排気浄化装置の温度が低ければ発電量を増大させるように設定していたときに生じていた、バッテリの過充電を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両について示したものである。本発明は、シリーズ式・パラレル式を問わず何れの方式のハイブリッド車両にも適用できる。本実施形態では、代表してシリーズ式のハイブリッド車両として構成した場合について説明する。

図１の全体構成図に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１のパワーユニットは、エンジン２、発電機３及び電動機４を組み合わせて構成されている。

本実施形態のハイブリッド車両１はシリーズ式であることから、エンジン２は専ら発電機３を駆動するための動力源として用いられる。発電機３はエンジン２から駆動力の入力を受けて電力を発電する。発電機３によって発電された電力は電動機４に供給されるとともに少なくともその一部がバッテリ５（蓄電手段）に充電される。バッテリ５には、バッテリ５の充電量（以下、「ＳＯＣ（State Of Charge）」という）を検出する充電量検出器１３（蓄電状態検出手段）が備えられている。

電動機４はハイブリッド車両１の推進源となり、その駆動力は歯車減速機構１５を介して駆動輪６へ伝達される。また、バッテリ５に充電された電力は、ハイブリッド車両１の運転状態に応じて発電機３によって発電された電力とともに、或いは発電機３によって発電される電力の代わりに、電動機４を作動させるために用いられる。

なお、電動機４が発電機能付き電動機として構成されている場合には、ハイブリッド車両１の制動時に得られる回生エネルギは電動機４で電力として回収される。この電動機４によって回収された電力はバッテリ５に充電される。

エンジン２は、一般的なディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン２の排気通路８には、各気筒から排出される排気ガスを一系統に集合させるための排気マニホールド９が備えられている。そして、この排気マニホールド９の下流側に、排気ガス中の粒子状物質（以下、「ＰＭ（Particulate Matter）」という）を捕集するためのディーゼル・パティキュレート・フィルタ（以下、「ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）」という）１０が設けられている。

ＤＰＦ１０のフィルタがＰＭを捕集すると、その捕集量に比例して排圧が上昇する。そのため、捕集されたＰＭを燃焼させて除去するためにＤＰＦ１０を再生する必要がある。そこで、ＤＰＦ１０には、酸化触媒を担持させて、捕集したＰＭをエンジン２からの排気熱で酸化して再生させる機能が持たせてある。また、ＤＰＦ１０には、触媒温度を検出する触媒温度センサ１４が設けられる。

排気通路８には、排気通路８内の圧力を検出する圧力センサ１１と１２が、ＤＰＦ１０の上流側と下流側にそれぞれ設けられる。

充電量検出器１３、触媒温度センサ１４、圧力センサ１１、１２で検出された信号は、後述する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」という）２０に入力される。

ＥＣＵ２０は、上記各種センサからの情報に基づいてエンジン２、発電機３及び電動機４からなるパワーユニット全体の統合制御を行っている。また、バッテリ５の充電を制御する充電制御手段としても機能している。特に、本実施形態のＥＣＵ２０は、通常運転の場合とＤＰＦ１０の再生が要求される場合とで異なる充電制御を行うように構成されている。

以下、ＥＣＵ２０によって行われている本実施形態に係るハイブリッド車両１の制御について図２以下に示した制御マップやフローチャート等を参照して詳しく説明する。なお、以下の各フローチャートで示した処理は所定の時間毎に繰り返し実行される。

上述したように、ＥＣＵ２０は、通常運転の場合とＤＰＦ１０の再生が要求される場合とで異なる充電制御を行っている。以下、通常運転時の充電制御を「通常運転時の充電制御」と、ＤＰＦ１０の再生要求時の充電制御を「再生要求時の充電制御」という。

まず、「通常運転時の充電制御」について図２のフローチャートを参照して説明する。これによると、まずステップＳ１０１で、ＳＯＣが減少中か否かが判断される。減少中であれば、ステップＳ１０２に進む。逆に増加中であれば、ステップＳ１０５に進む。

ＳＯＣが減少中として、ステップＳ１０１からステップＳ１０２に進んだ場合は、ステップＳ１０２で、ＳＯＣが所定の下限値Ｌ１未満か否かが判断される。すなわち、ＳＯＣが下限値Ｌ１まで減少しているか否かが判断される。ＳＯＣが下限値Ｌ１未満であれば、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３に進んだ場合には、バッテリ５の充電が必要であるとして、発電機３からバッテリ５に電力が供給され、充電を開始する。逆に、ＳＯＣが下限値Ｌ１以上あれば、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４に進んだ場合には、バッテリ５の充電はまだ不要であるとして、バッテリ５への電力供給を停止し、放電状態とする。

一方、ＳＯＣが増加中として、ステップＳ１０１からステップＳ１０５に進んだ場合は、ステップＳ１０５で、ＳＯＣが所定の上限値Ｈ１以上か否かが判断される。すなわち、ＳＯＣが上限値Ｈ１に達しているか否かが判断される。ＳＯＣが上限値Ｈ１以上であれば、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６に進んだ場合には、ＳＯＣが十分であるとして、バッテリ５の充電を終了する。逆に、ＳＯＣが上限値Ｈ１未満あれば、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７に進んだ場合には、ＳＯＣがまだ不十分であるとして、バッテリ５の充電を継続する。

バッテリ５を充電する際に供給される電力は、図３に示すテーブルから、ＳＯＣに基づいて演算される。具体的には、充電量検出器１３により検出したＳＯＣを、図３に示すテーブルに照らし合わせることで要求発電量ｔＷ_gが算出される。図３のテーブルは、ＳＯＣが低ければ、要求発電量ｔＷ_gを大きくするように設定されている。なお、このときの発電量の制御は、ＥＣＵ２０がエンジン２を制御することで発電機３の発電量を調整し、行っている。

したがって、ＳＯＣが十分で車両が要求する負荷に対してバッテリ５の電力のみでカバーできる場合は、エンジン２を停止してバッテリ５からの放電がなされ、ＳＯＣが不足してくるとエンジン２を運転して車両の駆動力以外の電力をバッテリ５に充電する。

このように、ＥＣＵ２０は、エンジン２を運転または停止することによって、発電量を制御し、バッテリ５の充電・放電を制御している。以下、充電時のエンジン２の運転モードを「充電運転モード」と呼び、非充電時（放電許容時）のエンジン２の運転モードを「放電運転モード」と呼ぶ。当然のことながら、充電運転モードではバッテリ５への充電分だけ発電機３の発電量が大きいため、エンジン２の負荷は放電運転モードよりも充電運転モードのほうが大きい。なお、充電開始・終了の閾値となる下限値Ｌ１・上限値Ｈ１は、通常、ある程度の余裕をもって設定されている。

次に、「再生要求時の充電制御」について図４のフローチャート等を参照して説明する。なお、ここでいう再生要求時は、ＤＰＦ１０に担持させた酸化触媒を、冷えた状態から活性化させ、ＤＰＦ１０を再生するのに十分な温度まで昇温させる「触媒活性時」と、活性により十分に触媒が温まった後に、ＤＰＦ１０に堆積したＰＭを浄化する「ＤＰＦ再生時」に分けることができる。そこで、まず再生要求時の充電制御における「触媒活性時の充電制御」について説明する。

図５は本実施形態に係るハイブリッド車両のエンジンの運転特性を示すエンジン特性線図と排気温度マップを併記した図である。いま、例えば、図５に示したＡ点における駆動要求出力で運転しているとする。

このとき、ＤＰＦ１０の上流、下流に設けられた圧力センサ１１、１２から推算されたＤＰＦ１０の堆積ＰＭ量が所定量（圧力センサ１１、１２の圧力差が所定値）以上になると、図４のステップＳ２０１（昇温要求手段）において、ＤＰＦ１０の再生を実施すべくステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２（目標エンジン出力設定手段）では、触媒再生効率・燃費・排気から、予め設定された図５の運転点Ｂに目標運転点を設定する。この運転点Ｂは、前記駆動要求出力を満たした上で、ＤＰＦ１０に担持させた酸化触媒の活性化とバッテリ５の充電の両方を行えるように設定された回転速度とトルクが十分に高い点である。

ステップＳ２０２において、目標運転点がＢ点に設定されるとステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３（所要時間演算手段）では、図６の触媒活性所要時間マップに基づいて、触媒温度センサ１４により検出した現在の触媒温度Ｔ_catと目標運転点Ｂにおける排気温度Ｔ_exhBからＤＰＦ再生温度に達するのに必要な時間（以下、「触媒活性時間」という）Ｔ１を算出する。次にステップＳ２０４（発電量演算手段）に進み、目標運転点Ｂにおけるエンジン出力Ｐ_BとＡ点における駆動要求出力Ｐ_Aから、その余剰出力により発電できる要求発電量ｔＷ_gを算出する。なお、図６の触媒活性所要時間マップでは、同じ触媒温度なら、排気温度が低いとき程、触媒活性所要時間が長くなるようになっている。

そして、ステップＳ２０５（過充電判定手段）において、Ｔ１［ｓ］の間、要求発電量ｔＷ_gで充電した場合、過充電になるか否かを、充電量検出器１３で検出された現在の充電量ＳＯＣ_Aと充電量の上限値ＳＯＣ_Hから下記の条件式（１）で判断する。

条件式（１）は、Ｔ１の間、要求発電量ｔＷ_gで充電した場合の総充電量（以下、「充電予定量」という）と、バッテリ５に充電可能な充電量（以下、「許容充電量」という）、すなわち充電量の上限値ＳＯＣ_Hと現在の充電量ＳＯＣ_Aの差とを比較することで過充電になるか否かを判断する。

そして、充電予定量が許容充電量より小さい場合には、過充電となることはないため、算出した要求発電量ｔＷ_gが適切であると判断し、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６（エンジン出力制御手段）に進むと、目標運転点Ｂがそのまま運転点となるように回転速度とトルクを制御して、運転点Ａから運転点Ｂに運転状態をシフトする。

一方、充電予定量が許容充電量より大きい場合には、過充電となるため、要求発電量ｔＷ_gが適切ではないと判断し、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７に進むと、条件式（１）が等号となるエンジン出力Ｐ_B'を算出する。

ステップＳ２０８では、図５に示すエンジン特性線図と排気温度マップの併記図より、ステップＳ２０７で算出したエンジン出力Ｐ_B'の等出力線上で触媒活性可能な排気温度（以下、「活性要求排温」という）ｔＴ_exhが得られる運転点が存在するか否かを判断する。なお、排気浄化装置がＤＰＦの場合には、活性要求排温ｔＴ_exhは約６００〜６５０℃に設定される。そして、活性要求排温が得られる運転点が存在する場合は、その運転点を目標運転点Ｂ’として、ステップＳ２０９に進む。

このとき、活性要求排温に変更はないため、触媒活性時間Ｔ１も変わらない。したがって、ステップＳ２０５で過充電になると判断された場合に、条件式（１）を等号とするには、目標運転点のエンジン出力を下げて、要求発電量ｔＷ_gを下げてやる必要がある。すなわち、運転点Ｂ’は、エンジン出力が運転点Ｂのエンジン出力よりも低くなる点に設定されることになる。このように、活性要求排温を保ちつつ、エンジン出力を低下させて運転を行うことで、触媒を所定温度まで上昇させつつも、過充電を防止することができる。

一方、ステップＳ２０８において、活性要求排温が得られる運転点が存在しない場合は、ステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１に進むと、排気温度を上昇させるため、図７に示すリタード時排気温度マップから、そのときの燃料噴射量に対して活性要求排温を満たす燃料噴射時期を演算し、リタード制御を実施する。図７のリタード時排気温度マップでは、燃料噴射量が同じであれば、噴射時期を遅角させるほど高い排気温が得られる。これにより、例えば、バッテリ状態が十分で要求発電量ｔＷ_gを増加させることができない場合でも、噴射時期を遅角させることにより触媒を所定温度まで上昇させることができる。

ステップＳ２０８において、活性要求排温が得られる点が存在すると判断された場合にはステップＳ２０９に進み、さらに、図８に示すスモークマップに基づいて、目標運転点Ｂ’でのスモーク排出量ＳＭ_B'が所定量ＳＭ_H以下か否かを判断する。スモーク排出量ＳＭ_B'が所定量ＳＭ_H以下であれば、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０（エンジン出力制御手段）に進むと、目標運転点Ｂ’が運転点となるように回転速度とトルクを制御して、運転点Ａから運転点Ｂ’に運転状態をシフトする。

また、スモーク排出量ＳＭ_B'が所定量ＳＭ_Hより多いと判定した場合はステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２では、図８に示す排気温度マップとスモークマップから、活性要求排温を満たし、かつスモークが所定量以下となる運転点Ｃを算出し、ステップＳ２１１に進む。このように、排気温度とスモーク排出量を両立することができない場合に、活性要求排温に保ったまま、エンジン出力を低下させることで、スモークの排出を抑えつつ、触媒を所定温度に上昇させることができる。そして、ステップＳ２１３（エンジン出力制御手段）に進むと、回転速度とトルクを制御して、運転点Ａから運転点Ｃに運転状態をシフトする。なお、運転点Ｃでの排気温度をＴ_exhCと、スモーク排出量をＳＭ_Cとする。

次に、運転点をＢ、Ｂ’、またはＣにシフトしてからの、再生要求時の充電制御における「ＤＰＦ再生時の充電制御」を、図９を参照して説明する。ここでは例として、仮に、運転点Ｂに運転状態がシフトされた場合について説明する。

ステップＳ３０１で、運転点Ｂに運転状態がシフトされるとステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、触媒温度センサ１４により検出した触媒温度Ｔ_catが所定温度ｔＴ_H以上であるか否かが判断される。触媒温度Ｔ_catが所定温度ｔＴ_Hより高ければ、触媒活性が完了したとして、ステップＳ３０３に進む。逆に触媒温度Ｔ_catが所定温度ｔＴ_Hより低ければ、再度ステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０３（目標エンジン出力設定手段）に進むと、触媒再生効率・燃費・排気から、予め設定された図１０の運転点Ｄに目標運転点を設定する。この運転点Ｄは、ＤＰＦ１０の再生とバッテリ５の充電の両方を行えるように設定された回転速度とトルクが十分に高い点である。なお、図１０に示すように、運転点Ｄの要求排温は、運転点Ｂでのそれよりも低く設定される。これは、再生が一旦始まれば、ある程度排気温度を下げても再生を持続させることができるからである。

ステップＳ３０３において、目標運転点がＤ点に設定されるとステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４（所要時間演算手段）では、図１１のＰＭ燃焼量テーブルに基づいて、触媒温度センサ１４により検出した現在の触媒温度Ｔ_cat及び目標運転点Ｄにおける排気温度Ｔ_exhDと、圧力センサ１１、１２より推算されたＤＰＦ１０の堆積ＰＭ量から、ＤＰＦ再生に要する時間（以下、「ＤＰＦ再生時間」という）Ｔ２を算出する。次に、ステップＳ３０５（発電量演算手段）に進み、目標運転点Ｄにおけるエンジン出力Ｐ_DとＡ点における駆動要求出力Ｐ_Aから、余剰出力により発電できる要求発電量ｔＷ_g’を算出する。なお、図１１のＰＭ燃焼量テーブルでは、触媒温度が高いほど、ＰＭ燃焼量も多くなるようになっている。

そして、ステップＳ３０６（過充電判定手段）において、Ｔ２［ｓ］の間、要求発電量ｔＷ_g’で充電した場合、過充電になるか否かを、充電量検出器１３で検出された現在の充電量ＳＯＣ_Bと充電量の上限値ＳＯＣ_Hから下記の条件式（２）で判断する。

条件式（２）は、Ｔ２の間、要求発電量ｔＷ_g’で充電した場合の充電予定量と、バッテリ５の許容充電量、すなわち充電量の上限値ＳＯＣ_Hと現在の充電量ＳＯＣ_Bの差とを比較することで過充電になるか否かを判断する。

そして、充電予定量が許容充電量より小さい場合には、過充電となることはないため、算出した要求発電量ｔＷ_g’が適切と判断し、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７（エンジン出力制御手段）に進むと、目標運転点Ｄがそのまま運転点となるように回転速度とトルクを制御して、運転点Ｂから運転点Ｄに運転状態をシフトする。

一方、充電予定量が許容充電量より大きい場合には、過充電となるため、要求発電量ｔＷ_g’が適切ではないと判断し、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８に進むと、条件式（２）が等号となるエンジン出力Ｐ_D'を算出する。

ステップＳ３０９では、図１０に示すエンジン特性線図と排気温度マップの併記図より、ステップＳ３０８で算出したエンジン出力Ｐ_D'の等出力線上でＤＰＦ再生可能な排気温度（以下、「再生要求排温」という）ｔＴ’_exhが得られる運転点が存在するか否かを判断する。そして、再生要求排温が得られる運転点が存在する場合は、その運転点を目標運転点Ｄ’として、ステップＳ３１０に進む。

このとき、再生要求排温に変更はないため、ＤＰＦ再生時間Ｔ２も変わらない。したがって、ステップＳ３０６で過充電になると判断された場合に、条件式（２）を等号とするには、目標運転点のエンジン出力を下げて、要求発電量ｔＷ_g’を下げてやる必要がある。すなわち、運転点Ｄ’は、エンジン出力が運転点Ｄのエンジン出力よりも低くなる点に設定されることになる。このように、再生要求排温を保ちつつ、エンジン出力を低下させて運転を行うことで、ＤＰＦ１０の再生を行いつつも、過充電を防止することができる。

一方、再生要求排温が得られる運転点が存在しない場合は、ステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１２に進むと、排気温度を上昇させるため、図７に示すリタード時排気温度マップから再生要求排温を満たす噴射時期と噴射量を演算し、リタード制御を実施する。

ステップＳ３０９において、再生要求排温が得られる点が存在すると判断された場合にはステップＳ３１０に進み、さらに、図１２に示すスモークマップに基づいて、目標運転点Ｄ’でのスモーク排出量ＳＭ_D'が所定量ＳＭ_H以下か否かを判定する。スモーク排出量ＳＭ_D'が所定量ＳＭ_H以下であれば、ステップＳ３１１に進む。ステップＳ３１１（エンジン出力制御手段）に進むと、目標運転点Ｄ’が運転点となるように回転速度とトルクを制御して、運転点Ｂから運転点Ｄ’に運転状態をシフトする。

また、スモーク排出量ＳＭ_D'が所定量ＳＭ_Hより多いと判定した場合はステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３では、図１２に示す排気温度マップとスモークマップから、再生要求排温を満たし、かつスモークが所定量以下となる運転点Ｅを算出し、ステップＳ３１３に進む。このように、排気温度とスモーク排出量を両立することができない場合に、再生要求排温に保ったまま、エンジン出力を低下させることで、スモークの排出を抑えつつ、ＤＰＦ１０を再生するのに必要な触媒温度を保つことができる。そして、ステップＳ３１４（エンジン出力制御手段）に進むと、回転速度とトルクを制御して、運転点Ｂから運転点Ｅに運転状態をシフトする。なお、運転点Ｅでの排気温度をＴ_exhEと、スモーク排出量をＳＭ_Eとする。

ステップＳ３０７、Ｓ３１１、Ｓ３１４で各運転点Ｄ、Ｄ’、Ｅに運転状態をシフトすると、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、ＤＰＦ再生時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。そして、ＤＰＦ再生時間Ｔ２経過後は再生終了として、ステップＳ３１６に進み、再生要求時の充電制御を終了する。経過していない場合は、再度ステップＳ３１５に戻る。

以上説明した、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、ＤＰＦ１０の再生要求があった場合に、バッテリ残量と触媒作動状態のみならず、ＤＰＦ１０が再生温度に達するのに必要な時間（触媒活性時間）も考慮に入れて、要求発電量を設定する。したがって、設定された発電量が多すぎて過充電になる場合や、発電量が少なすぎて排気温度の上昇が遅くなり、触媒活性までに長時間を要するなどの問題を防止することができる。

また、ＤＰＦ再生時間が長く、設定された要求発電量では過充電となってしまう場合には、排気温度は所定の温度に保ちつつ、出力を低下させて運転を行うため、触媒を所定の温度まで上昇・保持させつつも、過充電を防止することができる。

また、出力を低下させるといえども、排気温度は所定温度に保つような運転条件であるため、比較的燃費がよい。

そして、出力を低下させた運転条件では排気温度が所定温度に達しない場合でも点火時期をリタードすることによって、触媒を所定温度に上昇させることができる。例えばバッテリ状態が十分で要求発電量ｔＷ_gを増加させることができない場合でも、燃料噴射時期を遅角させることにより触媒を所定温度に上昇させることができる。

また、排気温度とスモーク排出量を両立することができない場合に、排気温度は所定温度に保ったまま、出力を低下させることで、スモークの排出を抑えつつ、触媒を所定温度まで上昇・保持させることができる。

本発明は上記実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。例えば、上記実施形態ではＤＰＦを排気浄化装置として適用した場合について説明したが、リーンＮＯｘトラップを適用した場合にも同様である。その場合、活性要求排温ｔＴ_exhは約３００〜４００℃に設定される。

本発明は、内燃機関に組み合わせて電動機を車両の駆動力として併用するハイブリッド車両の排気浄化装置に利用することができる。

本発明の一実施形態を適用したハイブリッド車両の概略構成図である。通常運転中のエンジン制御のフローチャートである。バッテリ充電状態ＳＯＣから発電要求量ｔＷ_gを付与するテーブルの特性図である。触媒再生要求時のエンジン制御のフローチャートである。上記実施形態の制御による運転特性を示すエンジン特性線図と排気温度マップの特性図を併記した図である。触媒温度と排気温度から触媒活性所要時間を付与するマップの特性図である。噴射量と噴射時期から排気温度を付与するマップの特性図である。上記実施形態の制御による運転特性を示すエンジン特性線図とスモークマップの特性図を併記した図である。再生中のエンジン制御のフローチャートである。上記実施形態の制御による運転特性を示すエンジン特性線図と排気温度マップの特性図を併記した図である。触媒温度からＰＭ燃焼量を付与するテーブルの特性図である。上記実施形態の制御による運転特性を示すエンジン特性線図とスモークマップの特性図を併記した図である。

符号の説明

１ハイブリッド車両
２エンジン
３発電機
４電動機
５バッテリ（蓄電手段）
８排気通路
１０ＤＰＦ（排気浄化装置）
１３充電量検出器（蓄電状態検出手段）
２０ＥＣＵ

Claims

排気浄化装置を排気通路に設置したエンジンと、前記エンジンの出力で発電を行う発電機と、前記発電機で発電した電力を蓄電する蓄電手段と、前記発電機で発電した電力により駆動される電動機と、を備え、前記エンジンと電動機、または電動機の出力により走行するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記排気浄化装置の昇温要求をする昇温要求手段と、
前記蓄電手段の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段と、
前記昇温要求時に、前記排気浄化装置を所定の温度まで昇温させるのに必要な目標エンジン出力と目標運転点とを予め設定する目標エンジン出力設定手段と、
前記排気浄化装置を昇温している所要時間を演算する所要時間演算手段と、
前記目標エンジン出力のうち、車両の走行に必要な出力を除いた余剰出力により発電できる発電量を演算する発電量演算手段と、
前記蓄電手段の現在の蓄電状態と前記発電量に基づいて、前記所要時間内に、前記蓄電手段の蓄電状態が過充電状態になるか否かを判定する過充電判定手段と、
前記過充電判定手段の判定結果が過充電にならないとの判定結果であれば、エンジン運転点を前記目標運転点に制御する一方、前記過充電判定手段の判定結果が過充電になるとの判定結果であれば、エンジン運転点を前記目標エンジン出力よりも低いエンジン出力が得られ、かつ排気温度を前記目標運転点における排気温度以上に保つことができる運転点に制御するエンジン出力制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記目標エンジン出力設定手段は、前記排気浄化装置を再生することが可能な所定の温度まで昇温できるエンジン出力に設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記所要時間は、前記昇温要求があってから、前記排気浄化装置を再生することが可能な所定の温度に達するまでの活性所要時間であることを特徴とする請求項２にハイブリッド車両の制御装置。
前記所要時間は、前記昇温要求があってから、前記排気浄化装置を再生することが可能な所定の温度に達するまでの活性所要時間と、前記排気浄化装置が再生可能な所定の温度に達してから、実際に再生が完了するまでの再生所要時間を足し合わせた時間であって、
前記目標エンジン出力設定手段は、前記再生所要時間中には、エンジン出力を、前記活性所要時間中のエンジン出力よりも低い、前記排気浄化装置の再生を維持できるエンジン出力に設定することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記過充電判定手段は、前記所要時間と前記発電量から算出した総発電量と、
前記蓄電手段の蓄電量の上限値と現在の蓄電状態とから算出した蓄電可能な充電量と、
を比較して前記蓄電手段の蓄電状態が過充電状態になるか否かを判定すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記目標エンジン出力よりも低いエンジン出力では、排気温度を前記目標エンジン出力における排気温度以上に保つことができない場合には、エンジンの燃料噴射時期を遅らせることで排気温度を上昇させること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
エンジン出力に基づいてスモーク排出量を算出する手段を備え、
前記目標エンジン出力よりも低いエンジン出力では、スモーク排出量が所定量より多くなる場合には、排気温度を前記目標エンジン出力における排気温度以上に保ちつつ、さらに低いエンジン出力で、
かつスモーク排出量を所定量以下に抑えることができるエンジン出力に制御すること
を特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記排気浄化装置はディーゼル・パティキュレート・フィルタであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記排気浄化装置はリーンＮＯｘトラップであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。