JP6528757B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、運転操作を人が行うことなく自動制御する自動運転で走行することが可能な車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、動力源としてのエンジンとモータとを備えるとともに、エンジンの動力で走行するＨＶ走行モードと、エンジンを停止した状態でモータの動力で走行するＥＶ走行モードとを切り替えることができるように構成されたハイブリッド車両の制御装置が記載されている。この制御装置は、ナビゲーションシステムにより設定された目的地までの走行ルートを、複数の走行区間に区分けし、それぞれの走行区間の走行負荷を算出する。そして、算出された走行負荷が所定値よりも小さい走行区間をＥＶ走行モードを優先して設定する走行区間として定め、算出された走行負荷が所定値以上の走行区間をＨＶ走行モードを優先して設定する走行区間として定めるように構成されている。さらに、それぞれの走行区間ごとに走行モードを設定したときに、ＨＶ走行モードを優先する走行区間がある場合には、ＨＶ走行モードを優先する走行区間のうちの最初の走行区間を、エンジンの排気を浄化する装置を暖気する区間（以下、暖気区間と記す）として定めるように構成されている。またさらに、暖気区間の走行負荷が予め定められた所定値よりも大きい場合には、暖気区間以前のいずれかの走行区間を、ＥＶ走行モードを優先する走行区間からＨＶモードを優先する走行区間に切り替え、その切替えられた走行区間で、浄化装置を暖気するように構成されている。

特開２０１４−１８４８９２号公報

特許文献１に記載された車両のように動力源としてのエンジンを備えた車両は、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が外部に排出されることを抑制するための触媒コンバータや、微粒状物質（ＰＭ）が外部に排出されることを抑制するためのフィルターを有する浄化装置を備えている。上記の触媒コンバータは、貴金属を有しており、また排気には硫黄酸化物（ＳＯｘ）が混在しているため、エンジンを駆動している期間に応じて、次第にＳＯｘが触媒コンバータに堆積する。この現象は、「硫黄被毒」と称されている。その硫黄被毒は、ＮＯｘと反応する面を被覆するように触媒コンバータに堆積するため、硫黄被毒が進行すると、ＮＯｘと反応する面積が減少し、触媒としての機能が低下する可能性がある。また、フィルターは、ＰＭを捕集するものであるから、エンジンを駆動している期間に応じて、次第にフィルターの目減りが生じる可能性がある。そのようにフィルターの目減りが生じると、エンジンの出力が低下し、またはフィルターにより捕集可能なＰＭ量が飽和状態になると、外部にＰＭが排出されることとなりフィルターの機能が低下する可能性がある。

上記のような触媒コンバータに堆積したＳＯｘを脱離させる制御や、フィルターに捕集されたＰＭを除去する制御が従来知られている。それらの制御は、一般的に、エンジンの出力や運転状態を変化させ、または排気管に未燃燃料を供給するなどにより触媒コンバータやフィルターを昇温させるように構成されている。したがって、上記制御を実行している過程では、エンジンの運転状態を変化させることなどを要因とした振動や異音が生じる可能性があり、運転者に違和感が生じる可能性がある。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、浄化装置の堆積物を除去する制御を実行することに伴って運転者に違和感が生じることを抑制することができる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、燃料を燃焼することにより動力を出力するエンジンと、前記エンジンの排気を浄化する浄化装置とを備え、運転操作を人が行うことなく自動制御する自動運転で走行することが可能であり、前記浄化装置の浄化能を低下させる堆積物を前記浄化装置から除去する除去制御を実行することができる車両の制御装置において、前記除去制御は、前記エンジンの出力を増大させて前記浄化装置の温度を上昇させる昇温制御を含み、前記車両を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、車内の搭乗者の有無を判断し、前記搭乗者が存在する有人自動運転時における前記昇温制御による前記エンジンの出力の増大量を、前記搭乗者が存在しない無人自動運転時における前記昇温制御による前記エンジンの出力の増大量よりも小さく設定することを特徴とするものである。

また、この発明では、前記コントローラは、前記車両の周辺環境についての条件である第１条件と、運転状態についての条件である第２条件との少なくともいずれか一方を含む所定条件を有し、前記自動運転時に前記所定条件を満たすか否かを判断し、前記所定条件を満たさない場合には、前記昇温制御を禁止してよい。

また、この発明では、前記第１条件は、前記車両の周辺に人間および動物がいないことと、前記車両が住宅街にないことと、前記車両が閉鎖された空間内にないこととの少なくともいずれか一つの条件を含んでよい。

また、この発明では、前記車両は、前記エンジンから出力された動力の少なくとも一部を電力に変換するジェネレータと、前記ジェネレータにより発電された電力を充電する蓄電装置とを更に備えていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記エンジンの出力を、前記車両に要求される動力と前記蓄電装置を充電するための蓄電量とに基づいて設定し、前記有人自動運転時に前記昇温制御を実行する際の前記蓄電量を、前記無人自動運転時に前記昇温制御を実行する際の前記蓄電量よりも小さく設定してよい。

また、この発明では、前記第２条件は、前記昇温制御を実行したことにより前記ジェネレータにより発電される電力を前記蓄電装置に充電できることと、前記ジェネレータと前記蓄電装置との温度が予め定められた所定温度以下であることとの少なくともいずれか一つの条件を含んでよい。

また、この発明では、前記堆積物は、粒子状物質であり、前記浄化装置は、前記粒子状物質を捕集するフィルターであり、前記除去制御は、前記フィルターに堆積した前記粒子状物質を燃焼させて除去するＰＭ除去制御を含んでよい。

また、この発明では、前記ＰＭ除去制御は、前記エンジンの回転数を増大させて前記浄化装置に供給される酸素量を増大させる吸気制御を含み、前記コントローラは、前記有人自動運転時における前記吸気制御による前記エンジン回転数の増加量を、前記無人自動運転時における前記吸気制御による前記エンジン回転数の増加量よりも小さく設定してよい。

また、この発明では、前記排気は、窒素酸化物と、硫黄酸化物とを含有し、前記浄化装置は、前記窒素酸化物を還元する貴金属を備えた触媒コンバータであり、前記堆積物は、前記硫黄酸化物であり、前記除去制御は、前記触媒コンバータに吸着した前記硫黄酸化物を脱離させて除去する触媒再生制御を含んでよい。
そして、この発明では、前記コントローラは、前記堆積物の量を求め、前記堆積物の量が予め定められた閾値を超えることにより、前記除去制御を実行し、前記閾値の値を、前記無人自動運転走行時は、前記有人自動運転走行時と比較して小さく設定してよい。

この発明によれば、浄化装置に堆積物が予め定められた閾値を越える場合に、その堆積物を浄化装置から除去する除去制御が実行され、その閾値の値は、搭乗者が存在しない無人自動運転走行時は、搭乗者が存在する有人自動運転走行時と比較して小さく設定している。したがって、無人自動運転中に除去制御が実行される可能性が高くなる。そのため、無人自動運転中に除去制御を実行することで、浄化装置の堆積物が減少するため、有人自動運転中に除去制御が実行される機会を少なくすることができる。したがって、搭乗者がいるときに除去制御が実行される機会を少なくすることができるため、除去制御の実行に伴う振動や異音の発生により搭乗者に違和感や不快感が生じることを抑制することができる。

また、エンジンの出力を増大させて浄化装置の温度を上昇させる昇温制御を実行する場合に、そのエンジンの出力の増大量を、無人自動運転時よりも有人自動運転時の方が小さく設定する。そのため、有人自動運転時においては、エンジン回転数の増大などを要因とした違和感や不快感を抑制することができ、また無人自動運転時においては、迅速に浄化装置を昇温することができる。

また、エンジン回転数を増大させる吸気制御を実行した場合においては、有人自動運転時におけるエンジン回転数を無人自動運転時におけるエンジン回転数よりも低回転数に設定される。そのため、有人自動運転時においては、上記と同様にエンジン回転数の増大などを要因とした違和感や不快感を抑制することができ、また無人自動運転時においては、迅速に浄化装置に酸素を供給することができ、堆積物を迅速に浄化装置から除去することができる。

この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の概要（第１例）を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の制御系統の概要を説明するための図である。 エンジンの構成の一例を説明するための模式図である。 この発明の制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。 無人自動運転時にＰＭ除去制御を実行する制御例を説明するためのフローチャートである。 有人自動運転時にＰＭ除去制御を実行する制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第２例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第３例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第４例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第５例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第６例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第７例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第８例を示す図である。 この発明の制御装置で自動運転の対象とする車両の駆動系統の第９例を示す図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

図１に、この発明の実施形態で制御対象にする車両Ｖｅの駆動系統の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２および第２モータ（MG2）３を動力源とするハイブリッド車両である。また、この図１に示す車両Ｖｅは、動力分割機構４、出力部材５、駆動輪６、上記各モータ２，３に電気的に接続されたバッテリ７、および、コントローラ８を備えている。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼することにより動力を出力する内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止の動作などが電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。

第１モータ２および第２モータ３は、いずれも、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２および第２モータ３は、それぞれ、回転数やトルクの調整、ならびに、モータとしての機能と発電機としての機能との切り替えなどを電気的に制御するように構成されている。また、第１モータ２と第２モータ３とは、この発明の実施形態における「蓄電装置」に相当するバッテリ７や、図示しないインバータあるいはコンバータを介して、互いに電気的に接続されている。したがって、エンジン１から出力された動力の一部を第１モータ２で電力に変換し、その変換された電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３を駆動することができる。そして、その際に第２モータ３が出力するトルクを駆動輪６に付加し、車両Ｖｅの駆動力を発生させることができる。なお、第１モータや第２モータをジェネレータとして機能させ、それらのモータで発電された電力を、バッテリ７に充電することもでき、これらのモータ２，３が、この発明の実施形態における「ジェネレータ」に相当する。

動力分割機構４は、例えば、入力要素、反力要素、および、出力要素（いずれも図示せず）の３つの回転要素を有する遊星歯車機構から構成されている。この動力分割機構４の入力要素にエンジン１が連結され、反力要素に第１モータ２が連結され、出力要素に出力部材５を介して駆動輪６が連結されている。出力部材５には、第２モータ３が駆動輪６へ動力伝達が可能なように連結されている。そして、動力分割機構４は、エンジン１が出力するトルクを、第１モータ２側と駆動輪６側とに分割して伝達する。また、第１モータ２が出力するトルクを駆動輪６側に伝達すること、および、第１モータ２が出力するトルクをエンジン１に伝達してエンジン１をモータリングすることも可能なように構成されている。

駆動輪６は、車両Ｖｅの前輪もしくは後輪である。あるいは、車両Ｖｅは、前輪および後輪を駆動輪６とする四輪駆動車であってもよい。駆動輪６を含む各車輪には、それぞれ、制動装置（図示せず）が設けられている。また、前輪もしくは後輪の少なくともいずれか一方には、車両Ｖｅの操舵を行う操舵装置（図示せず）が設けられている。

上記のような車両Ｖｅを制御するためのコントローラ（ECU）８が設けられている。コントローラ８は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。コントローラ８には、例えば、後述する外部センサ１１、ＧＰＳ受信部１２、内部センサ１３、地図データベース１４、および、ナビゲーションシステム１５などからの各種データが入力されるように構成されている。また、車両間通信システムからのデータが入力されるように構成することもできる。そして、コントローラ８は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行うとともに、その演算結果を制御指令信号として出力し、後述するアクチュエータ１６や補助機器１７などの各制御対象の動作を制御するように構成されている。

図１に示す車両Ｖｅはハイブリッド車両であるので、コントローラ８によってエンジン１および各モータ２，３などをそれぞれ制御することにより、ハイブリッド走行モード（以下、ＨＶモード）およびモータ走行モード（以下、ＥＶモード）を設定して走行することが可能である。ＨＶモードは、エンジン１を稼動させた状態で走行する（ＨＶ走行する）走行モードである。図１に示す車両Ｖｅでは、エンジン１の出力トルクだけで走行する場合、あるいは、エンジン１の出力トルクと第１モータ２および第２モータ３の少なくともいずれかの出力トルクとを併用して走行する場合も、このＨＶモードに含まれる。なお、この発明の実施形態では、後述する図１２に示すようなシリーズハイブリッド方式の車両Ｖｅにおいて、エンジン１を稼動させてモータ（発電機）を駆動する場合も、このＨＶモードに含まれる。一方、ＥＶモードは、いわゆる電気自動車として走行する（ＥＶ走行する）走行モードであって、エンジン１を停止した状態で、モータの出力トルクによって走行する走行モードである。図１に示す車両Ｖｅでは、第２モータ３の出力トルクだけで走行する場合、あるいは、第１モータ２の出力トルクと第２モータ３の出力トルクとを併用して走行する場合も、このＥＶモードに含まれる。

さらに、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅは、車両Ｖｅの運転操作を人が行うことなく自動制御して走行させる自動運転が可能である。この発明の実施形態において定義している自動運転とは、走行環境の認識や周辺状況の監視、ならびに、発進・加速、操舵、および、制動・停止などの全ての運転操作を、全て車両Ｖｅの制御システムが行う自動運転である。例えば、ＮＨＴＳＡ［米国運輸省道路交通安全局］が策定した自動化レベルにおける「レベル４」、あるいは、米国のＳＡＥ［Society of Automotive Engineers］が策定した自動化レベルにおける「レベル４」および「レベル５」に該当する高度自動運転もしくは完全自動運転である。したがって、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅは、車内に搭乗者（運転者、同乗者、および、乗客など）が存在しない状況であっても自動運転によって走行することが可能である。すなわち、車両Ｖｅは、車内に搭乗者が存在する状態で自動運転によって走行する有人自動運転と、車内に搭乗者が存在しない状態で自動運転によって走行する無人自動運転とが可能である。なお、車両Ｖｅは、例えば上記のＳＡＥの自動化レベルにおける「レベル４」で定義されているように、自動運転で走行する自動運転モードと、車両Ｖｅの運転操作を運転者が行う手動運転モードとを選択できる構成であってもよい。

上記のような自動運転を実施するコントローラ８の一例を、図２に示してある。コントローラ８には、外部センサ１１、ＧＰＳ受信部１２、内部センサ１３、地図データベース１４、および、ナビゲーションシステム１５などからの検出信号や情報信号が入力されるように構成されている。なお、図２では、１つのコントローラ８が設けられた例を示しているが、コントローラ８は、例えば、制御する装置や機器毎に、あるいは、制御内容に応じて、複数設けられていてもよい。

外部センサ１１は、車両Ｖｅの外部における走行環境や周辺状況を検出する。外部センサ１１としては、例えば、車載カメラ、ＲＡＤＡＲ［Radio Detection and Ranging］、ＬＩＤＡＲ［Laser Imaging Detection and Ranging］、および、超音波センサなどが設けられている。外部センサ１１として、上記の各センサの全てが設けられていてもよく、あるいは、上記の各センサのうちの少なくとも１つが設けられた構成であってもよい。

例えば、車載カメラは、車両Ｖｅの前方および側方に設置され、車両Ｖｅの外部状況に関する撮像情報をコントローラ８に送信する。車載カメラは、単眼カメラであってもよく、あるいはステレオカメラであってもよい。単眼カメラは、ステレオカメラと比較して、小型で低コストであり、車両Ｖｅへの取り付けが容易である。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された複数の撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報によれば、認識対象物の奥行き方向の情報も得ることができる。

ＲＡＤＡＲは、ミリ波やマイクロ波などの電波を利用して車両Ｖｅの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ８に送信する。例えば、電波を車両Ｖｅの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された電波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。

ＬＩＤＡＲ（もしくは、レーザーセンサ、レーザースキャナー）は、レーザー光を利用して車両Ｖｅの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ８に送信する。例えば、レーザー光を車両Ｖｅの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射されたレーザー光を受光して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。

超音波センサは、超音波を利用して車両Ｖｅの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ８に送信する。例えば、超音波を車両Ｖｅの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された超音波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。

ＧＰＳ受信部１２は、複数のＧＰＳ［Global Positioning System］衛星からの電波を受信することにより、車両Ｖｅの位置（例えば、車両Ｖｅの緯度および経度）を測定し、その位置情報をコントローラ８に送信する。

内部センサ１３は、車両Ｖｅの走行状態および各部の作動状態や挙動等を検出する。内部センサ１３としては、例えば、車速を検出する車速センサ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ、各モータ２，３の回転数をそれぞれ検出するモータ回転数センサ（もしくはレゾルバ）、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ（もしくはブレーキスイッチ）、操舵装置の舵角を検出する舵角センサ、車両Ｖｅの前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両Ｖｅの横加速度を検出する横加速度センサ、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、各モータ２，３との間で電力を授受するバッテリ７の充電状態（充電残量；ＳＯＣ）を検出するバッテリセンサ、ならびに、座席上に着席する搭乗者を検知する着座センサ、シートベルトの着装の有無を検出するシートベルト着装センサ、車内の搭乗者の有無を検知する生体センサあるいは動体検知センサ、エンジン１やインバータを冷却する冷却水の温度やエンジン１あるいは各モータ２，３などの各装置の温度をそれぞれ検出するセンサ、後述するフィルター４６の圧力損失を検出するセンサ４８などが設けられている。

地図データベース１４は、地図情報を蓄積したデータベースであり、例えば、コントローラ８内に形成されている。あるいは、車両Ｖｅと通信可能な情報処理センタなどの外部施設のコンピュータに記憶されたデータを利用することもできる。

ナビゲーションシステム１５は、ＧＰＳ受信部１２が測定した車両Ｖｅの位置情報と、地図データベース１４の地図情報とに基づいて、車両Ｖｅの走行ルートを算出するように構成されている。

上記のような外部センサ１１、ＧＰＳ受信部１２、内部センサ１３、地図データベース１４、および、ナビゲーションシステム１５などからの検出データや情報データが、コントローラ８に入力される。そして、コントローラ８は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に、車両Ｖｅ各部のアクチュエータ１６および補助機器１７などに対して、制御指令信号を出力するように構成されている。

アクチュエータ１６は、車両Ｖｅを自動運転で走行させる際に、車両Ｖｅの発進・加速、操舵、および、制動・停止などの運転操作に関与し、エンジン１や各モータ２，３、制動装置、および、操舵装置などを制御するための作動装置である。主なアクチュエータ１６としては、例えば、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および、操舵アクチュエータなどが設けられている。前述したように、図１に示す車両Ｖｅは、動力源としてエンジン１ならびに第１モータ２および第２モータ３を備えている。したがって、このアクチュエータ１６には、エンジン１ならびに第１モータ２および第２モータ３を制御するためのアクチュエータや操作機器等が含まれる。

例えば、スロットルアクチュエータは、コントローラ８から出力される制御信号に応じてエンジン１のスロットルバルブの開度や第１モータ２および第２モータ３に対する供給電力を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータは、コントローラ８から出力される制御信号に応じて制動装置を作動させ、各車輪へ付与する制動力を制御するように構成されている。操舵アクチュエータは、コントローラ８から出力される制御信号に応じて電動パワーステアリング装置のアシストモータを駆動し、操舵装置における操舵トルクを制御するように構成されている。

補助機器１７は、上記のアクチュエータ１６に含まれない機器もしくは装置であり、例えば、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、オーディオ装置など、車両Ｖｅの運転操作に直接には関与しない機器・装置である。

コントローラ８は、車両Ｖｅを自動運転で走行させるための主な制御部として、例えば、車両位置認識部１８、外部状況認識部１９、走行状態認識部２０、走行計画生成部２１、走行制御部２２、および、補助機器制御部２３などを有している。

車両位置認識部１８は、ＧＰＳ受信部１２で受信した車両Ｖｅの位置情報および地図データベース１４の地図情報に基づいて、地図上における車両Ｖｅの現在位置を認識するように構成されている。なお、ナビゲーションシステム１５で用いられる車両Ｖｅの位置を、そのナビゲーションシステム１５から得ることもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサやサインポスト等で車両Ｖｅの位置を測定可能な場合は、そのセンサとの通信によって現在位置を得ることもできる。

外部状況認識部１９は、例えば車載カメラの撮像情報やＲＡＤＡＲもしくはＬＩＤＡＲの検出データに基づいて、車両Ｖｅの外部状況を認識するように構成されている。外部状況としては、例えば、走行車線の位置、道路幅、道路の形状、路面勾配、および、車両周辺の障害物に関する情報等が得られる。また、走行環境として車両周辺の気象情報や路面の摩擦係数などを検出してもよい。

走行状態認識部２０は、内部センサ１３の各種検出データに基づいて、車両Ｖｅの走行状態を認識するように構成されている。車両Ｖｅの走行状態としては、例えば、車速、前後加速度、横加速度、および、ヨーレートなどが入力される。

走行計画生成部２１は、例えば、ナビゲーションシステム１５で演算された目標ルート、車両位置認識部１８で認識された車両Ｖｅの現在位置、および、外部状況認識部１９で認識された外部状況等に基づいて、車両Ｖｅの進路を生成するように構成されている。進路は、目標ルートに沿って車両Ｖｅが進行する経路である。また、走行計画生成部２１は、目標ルート上で、安全に走行すること、法令を順守して走行すること、および、効率よく走行すること等の基準に沿って、車両Ｖｅが適切に走行することができるように進路を生成する。そして、走行計画生成部２１は、生成した進路に応じた走行計画を生成するように構成されている。具体的には、少なくとも、外部状況認識部１９で認識された外部状況および地図データベース１４の地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画が生成される。

走行計画は、車両Ｖｅの将来の駆動力要求を含む車両の走行状態を設定したものであり、例えば、現在時刻から数秒先の将来のデータが生成される。また、車両Ｖｅの外部状況や走行状況によっては、現在時刻から数十秒先の将来のデータが生成される。走行計画は、例えば、目標ルートに沿った進路を車両Ｖｅが走行する際に、車速、加速度、および、操舵トルク等の推移を示すデータとして走行計画生成部２１から出力される。

また、走行計画は、車両Ｖｅの速度パターン、加速度パターン、および、操舵パターンとして走行計画生成部２１から出力することもできる。速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標加速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。

走行制御部２２は、走行計画生成部２１で生成された走行計画に基づいて、車両Ｖｅの走行を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および、操舵アクチュエータ等のアクチュエータ１６に対して出力される。また、エンジン１ならびに第１モータ２および第２モータ３に対して、上記のような走行計画に応じた制御信号が出力されてもよい。

補助機器制御部２３は、走行計画生成部２１で生成された走行計画に基づいて、補助機器１７を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、必要に応じて、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、オーディオ装置等の補助機器１７に対して出力される。

なお、上述したような走行計画に基づいて車両Ｖｅを自動運転で走行させる制御に関しては、例えば、特開２０１６−９９７１３号公報に記載されている。この車両Ｖｅは、特開２０１６−９９７１３号公報に記載されている内容や、その他の自動運転に関する制御技術を適用して、上述した高度自動運転あるいは完全自動運転による走行が可能なように構成されている。

ここで、エンジン１の構成の一例について説明する。図３は、エンジン１の構成を説明するための模式図であり、エンジン１の本体部２４には、４つのシリンダ２５が設けられている。また、それぞれのシリンダ２５に燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁２６が設けられているとともに、それぞれのシリンダ２５には、吸気マニホールド２７と排気マニホールド２８とがそれぞれ連通している。なお、吸気マニホールド２７とシリンダ２５との連結部には、図示しない吸気弁が設けられ、また排気マニホールド２８とシリンダ２５との連結部には、図示しない排気弁が設けられており、図示しないピストンの動作に連動して吸気弁や排気弁が開閉するように構成されている。

また、吸気マニホールド２７は、吸気ダクト２９を介して排気ターボチャージャ３０のコンプレッサ３０ｃの出口に連結され、コンプレッサ３０ｃの入口は、エアフロメータ３１を介してエアクリーナ３２に連結されている。吸気ダクト２９内には電気制御式スロットル弁３３が設けられ、更に吸気ダクト２９回りには、吸気ダクト２９内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置３４が設けられている。一方、排気マニホールド２８は、排気ターボチャージャ３０の排気タービン３０ｔの入口に連結され、排気タービン３０ｔの出口は浄化装置３５に連結されている。

排気マニホールド２８と吸気マニホールド２７とは排気ガス再循環通路（以下、ＥＧＲ通路と記す）３６を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路３６内には電気制御式ＥＧＲ制御弁３７が設けられている。また、ＥＧＲ通路３６周りにはＥＧＲ通路３６内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置３８が設けられている。一方、各燃料噴射弁２６は燃料供給管３９を介してコモンレール４０に連結されている。このコモンレール４０内へは電気制御式の吐出量可変は燃料ポンプ４１を介して燃料タンク４２から燃料が供給され、コモンレール４０内に供給された燃料は各燃料供給管３９を介して燃料噴射弁２６に供給される。

浄化装置３５は排気タービン３０ｔの出口に連結された第１排気管４３と、第１排気管４３に連結された触媒コンバータ４４と、触媒コンバータ４４に連結された第２排気管４５とを備えている。触媒コンバータ４４内には、従来知られているウォールフロー型のパティキュレートフィルター（以下、単にフィルターと記す）４６が設けられている。

触媒コンバータ４４には、フィルター４６の温度を検出するための温度センサ４７と、フィルター４６の圧力損失を検出するための圧力損失センサ４８が設けられている。なお、圧力損失センサ４８に代えて、フィルター４６の上流側と下流側とにそれぞれ圧力センサを設け、それらの圧力センサで検出された圧力差から、圧力損失を求めてもよい。

一方、排気マニホールド２８には燃料添加弁４９が取り付けられている。この燃料添加弁４９にはコモンレール４０から燃料が添加され、燃料添加弁４９から排気マニホールド２８内に燃料が添加される。なお、燃料添加弁４９は、シリンダ２５から浄化装置３５に到る流路内に燃料を添加できる位置に設けられていればよく、したがって、第１排気管４３に燃料添加弁４９が設けられていてもよい。

上記のエンジン１は、燃料を燃焼することにより動力を出力するように構成されており、その燃料の燃焼に伴って生じる窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素に還元するために、前述したように触媒コンバータ４４が設けられている。この触媒コンバータ４４は、貴金属により構成されているものであるから、燃料の燃焼により生じる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が、次第に触媒コンバータ４４の反応面に吸着する。そのため、触媒コンバータ４４におけるＮＯｘを還元する機能が低下する。このような現象は、硫黄被毒と称される。また、フィルター４６は、燃料の燃焼に伴って生じる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するものであるから、次第にフィルター４６の目減りが生じ、そのため、排気を充分に外部に排出することができず、エンジン１の出力が低下し、またはフィルター４６により捕集可能なＰＭ量が飽和状態になると、外部にＰＭが排出されることとなりＰＭを捕集するというフィルター４６の機能が低下する可能性がある。

上記のような硫黄被毒やフィルター４６の目減りを解消するための制御が従来知られている。具体的には、硫黄被毒を解消するための制御（以下、触媒再生制御と記す）は、触媒コンバータ４４の温度を予め定められた所定の温度まで昇温させて硫黄酸化物を触媒コンバータ４４から脱離させる制御であり、フィルター４６の目減りを解消するための制御（以下、ＰＭ除去制御と記す）は、フィルター４６の温度を予め定められた所定の温度まで昇温させるとともに、フィルター４６の設けられている箇所の酸素量を増大させて、フィルター４６に堆積したＰＭを燃焼させて除去する制御である。なお、触媒再生制御における触媒コンバータ４４の目標温度と、ＰＭ除去制御におけるフィルター４６の目標温度とはほぼ同一である。

一方、上記の触媒再生制御やＰＭ除去制御による触媒コンバータ４４やフィルター４６の昇温は、エンジン１の出力や運転状態を変化させて行うことがある。具体的には、エンジン１が燃費が良好な運転点から外れた運転点で運転することや、要求駆動力に基づく動力以上の動力を出力すること、あるいはエンジン１の点火時期を遅らせる点火遅角制御を実行することがある。そのような場合には、燃費が悪化する可能性があるため、上記各制御を実行する頻度を少なくすることが好ましい。また、各制御を実行した場合には、上述したようなエンジン１の出力や運転状態の変化が生じるため、ショックや異音が生じる可能性がある。したがって、この発明の実施形態における制御装置は、無人自動運転時に、触媒再生制御やＰＭ除去制御が実行される可能性が高くなるように構成されている。

その制御の一例を説明するためフローチャートを図４に示している。なお、図４に示す例は、ＰＭ除去制御が、無人自動運転時に実行される可能性が高くなるように構成された制御例である。この制御例は、まず、フィルター４６の前後差圧ΔＰを検出する（ステップＳ１）。上記の前後差圧ΔＰは、上記圧力損失センサ４８により検出することができる。このステップＳ１は、フィルター４６に堆積したＰＭ量を検出するためのステップであり、この制御例では、フィルター４６に堆積したＰＭ量を前後差圧ΔＰで推定している。なお、フィルター４６に堆積したＰＭ量は、エンジン１の稼働時間と、その際のエンジン負荷などをパラメータとして推定することもでき、この発明の実施形態における「堆積物の量を求める」手段は、上記の手段に限るものではない。

ついで、無人自動運転中であるか否かを判断する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、例えば、赤外線センサやドップラーセンサなどの生体センサあるいは動体検知センサを設け、搭乗者の体温や動作を検知することにより、車内に搭乗者が存在しないか否かを判断することができる。上記のような専用のセンサを利用することにより、確実に搭乗者の有無を判断することができる。また、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、搭乗者の有無を判断することもできる。例えば、パワースイッチあるいはイグニションキースイッチやスタートボタンスイッチがＯＮに操作された場合や、着座センサが座席上に人が乗っていることを検知した場合に、車内に搭乗者が存在すると判断される。

無人自動運転中でなく、ステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ１で検出されたフィルター４６の前後差圧ΔＰが予め定められた第１所定値α以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３は、ＰＭ除去制御を実行する必要がある量のＰＭがフィルター４６に堆積しているか否かを判断するためのステップであり、第１所定値αは、フィルター４６にＰＭが堆積することを要因としてシリンダ２５の背圧が高くなり、エンジン１の出力低下や燃焼効率の低下が生じない範囲となるように定められている。具体的には、第１所定値αは、従来知られているＰＭ除去制御を実行する条件と同様に定めることができ、前後差圧ΔＰが、第１所定値α以上の場合には、フィルター４６に所定量以上のＰＭが堆積し、ＰＭ除去制御を実行する必要があると判断できる。すなわち、第１所定値αは、除去制御を実行するための条件となるＰＭの堆積量を、フィルター４６の前後差圧ΔＰに置き換えたものであって、したがって、この発明の実施形態における「閾値」に相当する。

フィルター４６の前後差圧ΔＰが第１所定値α未満であって、ステップＳ３で否定的に判断された場合には、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ＰＭ除去制御を実行しない。それとは反対に、フィルター４６の前後差圧ΔＰが第１所定値α以上であって、ステップＳ３で肯定的に判断された場合には、後述する有人用のＰＭ除去制御を実行することが要求されていることを示すフラグ（以下、第１フラグと記す）Ｆ１をオンにして（ステップＳ４）、このルーチンを一旦終了する。

一方、無人自動運転中であり、ステップＳ２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１で検出されたフィルター４６の前後差圧ΔＰが予め定められた第２所定値β以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。このステップＳ５における判断は、ステップＳ３における判断と同様にＰＭ除去制御を実行する必要性が高いと判断し得る圧力差であるか否かを判断するものであるものの、有人自動運転時よりもＰＭ除去制御を実行する可能性が高くなるように第２所定値βが定められている。すなわち第２所定値βは、上記第１所定値αよりも低い値に定められている。

フィルター４６の前後差圧ΔＰが第２所定値β未満であって、ステップＳ５で否定的に判断された場合には、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ＰＭ除去制御を実行しない。それとは反対に、フィルター４６の前後差圧ΔＰが第２所定値β以上であって、ステップＳ５で肯定的に判断された場合には、後述する無人用のＰＭ除去制御を実行することが要求されていることを示すフラグ（以下、第２フラグと記す）Ｆ２をオンにして（ステップＳ６）、このルーチンを一旦終了する。

上述したように第１フラグＦ１をオンにする条件が成立する第１所定値αと、第２フラグＦ２をオンにする条件が成立する第２所定値βとが異なる。すなわち、無人自動運転中の方が有人自動運転中よりも前後差圧ΔＰが低い状態で、ＰＭ除去制御を実行することが要求されていることを示すフラグ（第２フラグ）がオンになる。したがって、無人自動運転中にＰＭ除去制御が実行される可能性が高くなる。そのため、無人自動運転中にＰＭ除去制御を実行することで、フィルター４６の前後差圧ΔＰが小さくなるため、有人自動運転中にＰＭ除去制御が実行される機会を少なくすることができる。したがって、搭乗者がいるときにＰＭ除去制御が実行される機会を少なくすることができるため、ＰＭ除去制御の実行に伴う振動や異音の発生により搭乗者に違和感や不快感が生じることを抑制することができる。

なお、車両は、通常、人の移動手段として使用されるものと考えられるため、無人自動運転を行う機会や、無人自動運転の走行距離は少なくなると考えられる。しかしながら、上記のように無人自動運転の方が有人自動運転よりも、ＰＭ除去制御を実行することが要求されていることを示すフラグをオンする条件が成立しやすくすることにより、無人自動運転中にＰＭ除去制御を実行することができる。

図４に示す制御と並行して図５および図６に示す制御が実行される。図５に示す制御は、無人自動運転に対応して構成された制御であって、まず、無人自動運転時にＰＭ除去制御を実行することが要求されているか否かを判断する（ステップＳ２１）。すなわち、上記ステップＳ５で肯定的に判断されたか否かを判断する。したがって、ステップＳ２１は、第２フラグＦ２がオンになっているか否かを判断している。

無人自動運転時にＰＭ除去制御を実行することが要求されておらず、ステップＳ２１で否定的に判断された場合には、そのままこのルーチンを終了する。つまり、ＰＭ除去制御を実行しない。それとは反対に、無人自動運転時にＰＭ除去制御を実行することが要求されており、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、ＰＭ除去制御を実行する条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。ＰＭ除去制御は、ＰＭを燃焼させるものであるため、アイドリング時などと比較して二酸化炭素（ＣＯ_２）が多く排出される。そのため、ステップＳ２２における条件の一例として、車両Ｖｅの周辺環境が含まれる。具体的には、周辺に人間や動物がいないこと、住宅街ではないこと、車庫やタワー型の駐車場などの閉鎖された空間でないことなどであり、上記の全ての条件を満たしている場合に、ステップＳ２２の条件が成立していると判断することができる。なお、周辺に人間や動物がいないか否かは、赤外線センサや車載カメラなどのデータに基づいて判断することができ、住宅街ではないこと、車庫やタワー型の駐車場などの閉鎖された空間でないことは、外部状況認識部１９により判断することができる。上記周辺環境に関連する条件が、この発明の実施形態における「第１条件」に相当する。

また、ＰＭ除去制御は、上述したようにフィルター４６を昇温させる工程（昇温制御）を有している。そのフィルター４６の昇温は、エンジン１の出力（パワー）を増大させることにより達成できる。このようにエンジン１の出力を増大させると、車両Ｖｅの駆動力が増大することになるため、駆動力の変化を抑制するためにエンジン１の出力を増大させた分のエネルギーを、第１モータ２または第２モータ３で回生する。すなわちバッテリ７に充電する。したがって、バッテリ７の充電量が過度に増大する可能性がある。さらに、エンジン１の出力を増大させることによりエンジン１の温度が過度に増大する可能性があり、また増大させたエンジン１の出力分のエネルギーを第１モータ２または第２モータ３で回生することにより第１モータ２や第２モータ３あるいはそれらのモータ２，３を制御するためのインバータの温度が過度に増大する可能性がある。さらに、エンジン１の出力を増大させることにより燃料が過度に減少する。

そのような車両Ｖｅの状態（運転状態）もステップＳ２２における条件として含んでもよい。具体的には、ＰＭ除去制御を実行することによりバッテリ７に入力される電力量を予測し、その予測された電力量をバッテリ７が充電できること、すなわち入力電力量（Ｗｉｎ）が所定の電力量以下であり、またＳＯＣが所定値以下であること、各モータ２，３やインバータの温度が所定の温度以下であること、エンジン１を冷却する冷却水やインバータを冷却する冷却水の温度が所定の温度以下であること、燃料の残量が所定量以上であることなどを条件とし、それらの条件を全て満たしている場合に、ステップＳ２２の条件が成立していると判断することができる。この車両Ｖｅの状態（運転状態）に関連する条件が、この発明の実施形態における「第２条件」に相当する。なお、予測された電力量をバッテリ７が充電できるか否かは、電力量に加えてバッテリ７の温度（周辺温度であってもよい）を考慮して判断してもよい。

ＰＭ除去制御を実行する条件が成立しておらず、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、ＰＭ除去制御を実行する条件が成立しており、ステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、ＰＭ除去制御を実行する。具体的には、まず、バッテリ７に充電するべき電力量Ｗに、エンジン１の出力を増大させるための第１電力量Ｗ１を加算して、エンジン１の出力Ｐｅを設定する（ステップＳ２３）。これは、エンジン１の出力Ｐｅを定めるパラメータに、車両Ｖｅに要求される動力とバッテリ７に充電する電力とが含まれているためである。ステップＳ２３における第１電力量Ｗ１は、エンジン１の出力Ｐｅが増大することによりフィルター４６の温度がＰＭを燃焼可能な温度まで増大することができる電力量に定められるとともに、後述する有人用のＰＭ除去制御で定められる第２電力量Ｗ２よりも大きい値に定められている。これは、車両Ｖｅに搭乗者がいないことにより、エンジン音が過度に大きくなるなどの事態が生じたとしても、搭乗者がいるときのような搭乗者の違和感などが生じることがないためである。

なお、ステップＳ２３は、バッテリ７の受け入れを補償しつつ、排気ガスの流量を増大させて迅速にフィルター４６の温度を上昇させることができればよく、第１電力量Ｗ１は、走行中と停車中とで分けて設定してもよい。またなお、上記のようにエンジン１の出力Ｐｅを増大させることに加えて、燃料添加弁４９から第１排気管４３内に燃料を添加して、第１排気管４３内で未燃燃料の燃焼反応を生じさせ、第１排気管４３内の温度を上昇させることにより、フィルター４６の温度を上昇させてもよい。さらに、上記のようにエンジン１の出力Ｐｅを増大させることに加え、または置き換えて、点火遅角制御を実行してもよい。その場合には、点火遅角制御を実行することによるエンジン１の出力の低下分を、エンジン１に要求される動力に加算して、駆動力を維持するように構成すればよい。上記のように点火遅角制御を実行した場合には、未燃燃料が排気に多く含まれることになるため、上記の第１排気管４３内に燃料を点火する場合と同様に第１排気管４３内の温度を上昇させて、フィルター４６の温度を上昇させることができる。

ついで、フィルター４６の温度Ｔが予め定められた所定温度Ｔ１以上となったか否かを判断する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４におけるフィルター４６の温度Ｔは、温度センサ４７により検出してもよく、エンジン１の負荷などに応じてフィルター４６の温度を推定してもよい。なお、所定温度Ｔ１は、フィルター４６の設けられている箇所の酸素量を増大させることで、ＰＭを燃焼させることができる温度である。

フィルター４６の温度Ｔが所定温度Ｔ１未満であり、ステップＳ２４で否定的に判断された場合には、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、フィルター４６の温度Ｔが所定温度Ｔ１以上であって、ステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、フィルター４６の設けられている箇所の酸素量を増大させる吸気制御を実行して（ステップＳ２５）、このルーチンを終了する。このステップＳ２５における吸気制御の一例は、シリンダ２５に供給する混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を大きくすることである。このように空燃比を大きくすることにより、排気に含まれる酸素量が比較的多くなるため、フィルター４６が設けられている箇所に供給される酸素量を増大させることができる。または、第１モータ２によりエンジン１の回転数を増大させてもよい。これは、エンジン回転数を増大させることにより、単位時間にシリンダ２５から排出される排気の流量が増大し、フィルター４６が設けられている箇所に供給される酸素量を増大させることができるためである。

図６には、有人自動運転に対応して構成された制御例を示しており、まず、有人自動運転時にＰＭ除去制御を実行することが要求されているか否かを判断する（ステップＳ３１）。すなわち、上記ステップＳ３で肯定的に判断されたか否かを判断する。したがって、ステップＳ３１は、第１フラグＦ１がオンになっているか否かを判断している。

有人自動運転時にＰＭ譲許制御を実行することが要求されておらず、ステップＳ３１で否定的に判断された場合には、そのままこのルーチンを終了する。つまり、ＰＭ除去制御を実行しない。それとは反対に、有人自動運転時にＰＭ除去制御を実行することが要求されており、ステップＳ３１で肯定的に判断された場合には、ＰＭ除去制御を実行する条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ３２）。このステップＳ３２の条件は、上記ステップＳ２２と同様の条件とすることができる。

ＰＭ除去制御を実行する条件が成立しておらず、ステップＳ３２で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、ＰＭ除去制御を実行する条件が成立しており、ステップＳ３２で肯定的に判断された場合には、ＰＭ除去制御を実行する。具体的には、まず、バッテリ７に充電するべき電力量Ｗに、エンジン１の出力Ｐｅを増大させるための第２電力量Ｗ２を加算して、エンジン１の出力Ｐｅを設定する（ステップＳ３３）。このステップＳ３３における第２電力量Ｗ２は、エンジン１の出力Ｐｅが増大することによりフィルター４６の温度がＰＭを燃焼可能な温度まで増大することができる電力量に定められるとともに、上記ステップＳ２３における第１電力量Ｗ１よりも小さい値に定められている。これは、有人自動運転時に、エンジン１の出力Ｐｅを増大させると、それに伴ってエンジン回転数が増大するなどにより搭乗者に違和感や不快感が生じる可能性があるためである。また、有人自動運転時であって減速中や停車中に、エンジン１の出力Ｐｅを増大させると、搭乗者に違和感が生じ易くなるため、減速中や停車中にエンジン１の出力Ｐｅを増大させる量を低く設定し、またはエンジン１の出力Ｐｅを増大させることを禁止するように構成してもよい。なお、ステップＳ２３と同様に、燃料添加弁４９から第１排気管４３内に燃料を添加してもよく、またはエンジン１の出力Ｐｅを増大させることに加え、または置き換えて、点火遅角制御を実行してもよい。

ついで、フィルター４６の温度Ｔが予め定められた所定温度Ｔ１以上となったか否かを判断する（ステップＳ３４）。このステップＳ３４は、上記ステップＳ２４と同様である。フィルター４６の温度Ｔが所定温度Ｔ１未満であり、ステップＳ３４で否定的に判断された場合には、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、フィルター４６の温度Ｔが所定温度Ｔ１以上であって、ステップＳ３４で肯定的に判断された場合には、フィルター４６の設けられている箇所の酸素量を増大させる吸気制御を実行して（ステップＳ３５）、このルーチンを終了する。この吸気制御は、上記ステップＳ２５と同様にシリンダ２５に供給する混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を大きくするものであってもよい。一方、エンジン回転数を増大させて、フィルター４６が設けられている箇所に供給される酸素量を増大させる場合には、搭乗者に違和感や不快感が生じ易くなるため、上記ステップＳ２５と比較してエンジン回転数の増大量を小さくすることが好ましい。

上述したようにＰＭ除去制御を実行する場合においても、無人自動運転と有人自動運転とで昇温制御や吸気制御における制御量を変更することにより、無人自動運転では、ＰＭを多く、または短時間で除去することができ、有人自動運転では、ＰＭ除去制御を実行することにより搭乗者が違和感や不快感を受けることを抑制することができる。具体的には、有人自動運転時における昇温制御では、エンジン１の出力Ｐｅが、無人自動運転時における昇温制御よりも低く設定されることにより、エンジン回転数の増大などを要因とした違和感や不快感を抑制することができ、また無人自動運転時は、迅速にフィルター４６を昇温することができる。また、エンジン回転数を増大させる吸気制御を実行した場合においては、有人自動運転時におけるエンジン回転数を無人運転時におけるエンジン回転数よりも低回転数に設定されるため、上記と同様にエンジン回転数の増大などを要因とした違和感や不快感を抑制することができ、また無人自動運転時は、迅速にフィルター４６に酸素を供給することができ、ＰＭを迅速に燃焼して除去することができる。

なお、この発明の実施形態における「除去制御」は、上記のＰＭ除去制御に限らず、触媒コンバータ４４に吸着した硫黄酸化物を脱離させて触媒コンバータ４４の機能を回復させる触媒再生制御も含むものであり、触媒再生制御を対象とした場合における制御は、ＰＭ除去制御を対象とした図４ないし６の制御から以下の点を変更すればよい。

まず、図４におけるステップＳ１で、触媒コンバータ４４に吸着した硫黄酸化物を検出する。具体的には、触媒コンバータ４４の外周部のうちのいずれかの位置に、触媒コンバータ４４の内部に向けて光を照射する発光部を設け、触媒コンバータ４４の外周部のうち発光部に対向した位置に発光部から照射された光を受ける受光部を設け、発光部から出力された光量と受光部で受けた光量との偏差などから触媒コンバータ４４に吸着した硫黄酸化物を検出する。

また、図４におけるステップＳ３およびステップＳ５では、第１所定値αや第２所定値βを、発光部から出力された光量と受光部で受けた光量との偏差をパラメータとした値に置き換えて判断してもよい。触媒コンバータ４４に硫黄酸化物が多く吸着した場合には、受光部で受ける光量が減少するためである。その場合であっても、第１所定値αよりも第２所定値βの値を小さく定めればよい。

さらに、触媒再生制御もＰＭ除去制御と同様に対象物（触媒コンバータ４４およびフィルター４６）を昇温させるものであり、またその対象物の目標温度は、ほぼ同一である。したがって、ステップＳ２３やステップＳ３３は、図５および図６と同様であってよい。

一方、触媒再生制御は、触媒コンバータ４４に酸素を供給する制御を有していなくてもよいので、上記ステップＳ２４およびステップＳ２５やステップＳ３４およびステップＳ３５を行わなくてもよい。すなわち、ステップＳ２３やステップＳ３３が、触媒再生制御となる。

このように触媒再生制御を対象とした場合であっても、ＰＭ除去制御と同様の効果を奏することができる。

この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅは、前述の図１に示した構成の車両Ｖｅに限定されるものではない。この発明の実施形態では、一例として、以下の図７から図１４に示すような構成の車両を制御対象にすることができる。なお、図７から図１４に示す各車両Ｖｅにおいて、図１に示す車両Ｖｅまたは既出した図に示す車両Ｖｅと構成や機能が同じ部材については、図１または既出した図と同じ参照符号を付けてある。

例えば、図７に示す車両Ｖｅは、前述の図１に示した車両Ｖｅと同様に、エンジン１ならびに第１モータ２および第２モータ３を動力源とするハイブリッド車両である。前述の図１に示した車両Ｖｅは、動力分割機構４の入力要素にエンジン１が連結され、反力要素に第１モータ２が連結され、出力要素に出力部材５および第２モータ３が連結された、いわゆる入力スプリット方式と称することのできる構成のハイブリッド車両である。それに対して、この図７に示す車両Ｖｅは、動力分割機構４の入力要素にエンジン１および第２モータ３が連結され、反力要素に第１モータ２が連結され、出力要素に出力部材５が連結された、いわゆる出力スプリット方式と称することのできる構成のハイブリッド車両である。

図８に示す車両Ｖｅは、前述の図１に示した車両Ｖｅと同様に、動力源として、エンジン１ならびに第１モータ２および第２モータ３を動力源とするハイブリッド車両である。また、動力分割機構５０、出力部材５、駆動輪６、および、コントローラ８を備えている。動力分割機構５０は、例えば、２個の遊星歯車機構を組み合わせた複合遊星歯車機構によって構成され、入力要素および出力要素を含む４つの回転要素が形成されている。動力分割機構５０の入力要素にエンジン１が連結され、出力要素に出力部材５を介して駆動輪６が連結されている。残り２つの回転要素に第１モータ２および第２モータ３がそれぞれ連結されている。動力分割機構５０は、上記のように複合遊星歯車機構の各回転要素の連結関係を切り替えるクラッチや回転を規制するブレーキなどの係合機構（図示せず）を備えており、係合機構の動作を制御することにより、入力要素と出力要素との間の変速比を変化させる変速機構としての機能も有している。したがって、この図８に示す車両Ｖｅは、いわゆる複合スプリット方式と称することのできる構成のハイブリッド車両である。

図９、図１０、図１１に示す車両Ｖｅは、いわゆるパラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両であり、動力源として、エンジン１およびモータ（MG）５１を備えている。また、変速機５２、出力部材５、駆動輪６、および、コントローラ８を備えている。モータ５１は、前述の第１モータ２および第２モータ３と同様に、発電機能を有するモータ・ジェネレータである。変速機５２は、複数の変速段を設定すること、もしくは、変速比を無段階に変化させることが可能な自動変速機である。図９に示す車両Ｖｅは、変速機５２の入力側にエンジン１が連結され、変速機５２の出力側に出力部材５およびモータ５１が連結されている。図１０および図１１に示す車両Ｖｅは、変速機５２の入力側にエンジン１およびモータ５１が連結され、変速機５２の出力側に出力部材５を介して駆動輪６が連結されている。さらに、図１１に示す車両Ｖｅは、エンジン１と変速機５２との間の動力伝達を遮断するためのクラッチ５３が設けられている。

図１２に示す車両Ｖｅは、いわゆるシリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両であり、動力源として、エンジン（ENG）６１ならびに第１モータ（MG1）６２および第２モータ（MG2）６３を備えている。また、出力部材５、駆動輪６、および、コントローラ８を備えている。エンジン６１は、前述のエンジン１と同様に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。第１モータ６２および第２モータ６３は、前述の第１モータ２および第２モータ３と同様に、発電機能を有するモータ・ジェネレータである。なお、第１モータ６２は、発電機能のみを有する発電機であってもよい。この図１２に示す車両Ｖｅでは、エンジン６１と第１モータ６２とが連結されている。したがって、エンジン６１の出力によって第１モータ６２を駆動し、第１モータ６２で発電させることができる。また、出力部材５を介して第２モータ６２と駆動輪６とが連結されている。第１モータ６２と第２モータ６３とは、例えばバッテリ７やインバータあるいはコンバータ（いずれも図示せず）を介して、互いに電気的に接続されている。したがって、第１モータ６２で発生させた電力を第２モータ６３に供給し、第２モータ６３を駆動することができる。

図１３に示す車両Ｖｅは、上記の図１２に示す車両Ｖｅと同様に、動力源として、エンジン６１ならびに第１モータ６２および第２モータ６３を備えている。また、出力部材５、駆動輪６、および、コントローラ８を備えている。さらに、エンジン６１と出力部材５とを選択的に連結するクラッチ６４を備えている。すなわち、この図１３に示す車両Ｖｅは、上記の図１２に示す車両Ｖｅの構成に対してクラッチ６４が設けられている。クラッチ６４を開放した状態では、上記の図１２に示す車両Ｖｅと同様に、いわゆるシリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両として機能し、クラッチ６４を係合した状態では、いわゆるパラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両として機能する。

そして、図１４に示す車両Ｖｅは、動力源としてエンジン７１を備えている。また、変速機７２、出力部材５、駆動輪６、および、コントローラ８を備えている。エンジン７１は、前述のエンジン１やエンジン６１と同様に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。変速機７２は、複数の変速段を設定すること、もしくは、変速比を無段階に変化させることが可能な自動変速機である。図１４に示す車両Ｖｅは、変速機７２の入力側にエンジン７１が連結され、変速機７２の出力側に出力部材５が連結されている。すなわち、この図１４に示す車両Ｖｅは、ハイブリッド車両ではなく、エンジン７１のみを駆動力源とする従来一般的な車両（エンジン車両）である。この発明の実施形態では、ハイブリッド車両に限らず、この図１４に示す車両Ｖｅのようなエンジン車両も制御対象にすることができる。

１，６１，７１…エンジン、 ２，３，５１，６２，６３…モータ、 ７…バッテリ、 ８…コントローラ、 ３５…浄化装置、 ４４…触媒コンバータ、 ４６…フィルター、 Ｖｅ…車両。

Claims (10)

1. 燃料を燃焼することにより動力を出力するエンジンと、前記エンジンの排気を浄化する浄化装置とを備え、運転操作を人が行うことなく自動制御する自動運転で走行することが可能であり、前記浄化装置の浄化能を低下させる堆積物を前記浄化装置から除去する除去制御を実行することができる車両の制御装置において、
   前記除去制御は、前記エンジンの出力を増大させて前記浄化装置の温度を上昇させる昇温制御を含み、
   前記車両を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   車内の搭乗者の有無を判断し、
   前記搭乗者が存在する有人自動運転時における前記昇温制御による前記エンジンの出力の増大量を、前記搭乗者が存在しない無人自動運転時における前記昇温制御による前記エンジンの出力の増大量よりも小さく設定する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車両の周辺環境についての条件である第１条件と、運転状態についての条件である第２条件との少なくともいずれか一方を含む所定条件を有し、
   前記自動運転時に前記所定条件を満たすか否かを判断し、
   前記所定条件を満たさない場合には、前記昇温制御を禁止する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記第１条件は、前記車両の周辺に人間および動物がいないことと、前記車両が住宅街にないことと、前記車両が閉鎖された空間内にないこととの少なくともいずれか一つの条件を含む
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
4. 請求項２または３に記載の車両の制御装置において、
   前記車両は、前記エンジンから出力された動力の少なくとも一部を電力に変換するジェネレータと、前記ジェネレータにより発電された電力を充電する蓄電装置とを更に備えている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
5. 請求項４に記載の車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記エンジンの出力を、前記車両に要求される動力と前記蓄電装置を充電するための蓄電量とに基づいて設定し、
   前記有人自動運転時に前記昇温制御を実行する際の前記蓄電量を、前記無人自動運転時に前記昇温制御を実行する際の前記蓄電量よりも小さく設定する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
6. 請求項４または５に記載の車両の制御装置において、
   前記第２条件は、前記昇温制御を実行したことにより前記ジェネレータにより発電される電力を前記蓄電装置に充電できることと、前記ジェネレータと前記蓄電装置との温度が予め定められた所定温度以下であることとの少なくともいずれか一つの条件を含む
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記堆積物は、粒子状物質であり、
   前記浄化装置は、前記粒子状物質を捕集するフィルターであり、
   前記除去制御は、前記フィルターに堆積した前記粒子状物質を燃焼させて除去するＰＭ除去制御を含む
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
8. 請求項７に記載の車両の制御装置において、
   前記ＰＭ除去制御は、前記エンジンの回転数を増大させて前記浄化装置に供給される酸素量を増大させる吸気制御を含み、
   前記コントローラは、
   前記有人自動運転時における前記吸気制御による前記エンジン回転数の増加量を、前記無人自動運転時における前記吸気制御による前記エンジン回転数の増加量よりも小さく設定する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
9. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記排気は、窒素酸化物と、硫黄酸化物とを含有し、
   前記浄化装置は、前記窒素酸化物を還元する貴金属を備えた触媒コンバータであり、
   前記堆積物は、前記硫黄酸化物であり、
   前記除去制御は、前記触媒コンバータに吸着した前記硫黄酸化物を脱離させて除去する触媒再生制御を含む
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
10. 請求項１ないし９のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記堆積物の量を求め、
    前記堆積物の量が予め定められた閾値を超えることにより、前記除去制御を実行し、
    前記閾値の値を、前記無人自動運転走行時は、前記有人自動運転走行時と比較して小さく設定する
    ことを特徴とする車両の制御装置。

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