JP6776975B2

JP6776975B2 - 自動車

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Publication number: JP6776975B2
Application number: JP2017064704A
Authority: JP
Inventors: 光明比嘉; 須貝　信一; 信一須貝; 大介糸山; 翼右田; 光頼松村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP2018167618A; CN108688647A; CN108688647B; US10914255B2; US20180283301A1

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、排気系に粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタを有するエンジンを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、排気系に粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を除去するフィルタを備え、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ものが提案されている（例えば特許文献１参照）。この自動車では、エンジンが作動するときに充電する蓄電装置を備え、フィルタの再生が要求される場合には、フィルタの再生が要求されないときよりも蓄電装置の残存容量の制御範囲を拡大すると共に、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ている。

特開２０１５−２０２８３２号公報

粒子状物質を除去するフィルタの再生は、フィルタを再生可能温度以上の温度とした状態で、空燃比をリーンとしたり燃料カットを行なったりして空気をフィルタに供給し、堆積した粒子状物質を燃焼させることにより行なわれる。したがって、フィルタを再生可能温度以上の温度まで上昇させるために、エンジンを比較的高回転で高負荷運転する必要がある。通常の運転時にエンジンを比較的高負荷運転する運転者や時々エンジンを高負荷運転する運転者の場合には、フィルタの再生のためにエンジンを高負荷運転しても、さほど違和感を与えるものにはならないが、通常の運転時にエンジンを比較的低負荷運転しかしない運転者の場合には、フィルタの再生のためにエンジンを高負荷運転すると、通常の静観性が損なわれ、運転者に違和感を与えてしまう。この場合、静粛性を保持すると、フィルタの再生を行なうことができなくなってしまう。

本発明の自動車は、運転者に与える違和感を抑制しつつ、粒子状物質除去フィルタの再生を行なうことを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
排気系に粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタを有するエンジンと、
前記エンジンを所定負荷で運転する第１モードと前記エンジンを前記所定負荷よりも高い負荷で運転する第２モードとを含む複数のモードのうち選択されたモードにより走行するように前記エンジンを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、前記粒子状物質除去フィルタにおける前記粒子状物質の堆積量が閾値以上のときに、前記第２モードによる走行が推奨されることを運転者に報知する、
ことを特徴とする。

この本発明の自動車では、エンジンを所定負荷で運転する第１モードとエンジンを所定負荷よりも高い負荷で運転する第２モードとを含む複数のモードのうち選択されたモードにより走行する。そして、エンジンの排気系に取り付けられた粒子状物質除去フィルタにおける粒子状物質の堆積量が閾値以上のときに、第２モードによる走行が推奨されることを運転者に報知する。こうした報知に対して運転者が第２モードを選択すると、エンジンを所定負荷よりも高い負荷で運転する第２モードにより走行することになるから、フィルタの再生のためにエンジンを高負荷運転しても、運転者に与える違和感を抑制することができる。そして、第２モードによる走行により粒子状物質除去フィルタが再生可能温度以上の温度に至ったときに、空燃比をリーンとしたり燃料カットを行なって粒子状物質除去フィルタに空気を供給して再生する。これらの結果、運転者に与える違和感を抑制しつつ、粒子状物質除去フィルタの再生を行なうことができる。ここで、第２モードとしては、第１モードに比してアクセルペダルの踏み込み量に対する指令パワーが大きいモードであるものとしてもよい。第２モードによる走行が推奨されることの報知は、例えば、ディスプレイ表示によるものとしてもよい。

こうした本発明の自動車において、前記制御装置は、前記粒子状物質除去フィルタにおける前記粒子状物質の堆積量が前記閾値以上であり、且つ、前記粒子状物質除去フィルタにおける前記粒子状物質の堆積速度を反映する指標が所定値以上のときに、前記第２モードによる走行が推奨されることを運転者に報知するものとしてもよい。こうすれば、粒子状物質の堆積速度が大きい運転状態のときにだけ報知するから、過剰な報知を抑制することができる。ここで、堆積速度を反映する指標は、例えば、粒子状物質除去フィルタにおける所定期間当たりの粒子状物質の堆積量、粒子状物質除去フィルタにおける所定走行距離当たりの粒子状物質の堆積量、粒子状物質除去フィルタに粒子状物質が所定堆積量だけ堆積するのに要した期間の逆数、粒子状物質除去フィルタに粒子状物質が所定堆積量だけ堆積するのに要した走行距離の逆数などを用いることができる。また、指標としては、粒子状物質除去フィルタにおける粒子状物質の堆積量が所定堆積量を超えた回数を用いることもできる。

本発明の自動車において、第２モードによる走行が推奨されることの報知は、例えば、ディスプレイ表示によるものとしてもよい。

本発明の自動車において、走行用の動力を入出力するモータと、前記モータと電力のやりとりを行なう蓄電装置と、を備え、前記エンジンの燃料がガソリンであるものとしてもよい。即ち、ハイブリッド自動車としてもよい。この場合、第２モードは、エンジンの運転停止を禁止するモードであるものとしてもよい。

本発明の第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行される報知処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１と、モータＭＧ２と、インバータ４１，４２と、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、バッテリ５０と、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、昇圧コンバータ５６と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により運転制御されている。エンジン２２の排気系には、排気浄化装置２３と粒子状物質除去フィルタ（以下、ＰＭフィルタという）２５とが取りつけられている。排気浄化装置２３には、排気中の未燃焼燃料や窒素酸化物を除去する触媒２３ａが充填されている。ＰＭフィルタ２５は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕捉する。なお、ＰＭフィルタ２５は、エンジン２２がガソリンを燃料としているときにはＧＰＦ（gasoline particulate filter）と称され、エンジン２２が軽油を燃料としているときにはＤＰＦ（Diesel particulate filter）と称される。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからの冷却水温Ｔｗなどを挙げることができる。また、スロットルバルブのポジションを検出する図示しないスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨや吸気管に取り付けられた図示しないエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ、吸気管に取り付けられた図示しない温度センサからの吸気温Ｔａなども挙げることができる。さらに、排気系の排気浄化装置２３の上流側に取り付けられた空燃比センサ２３ｂからの空燃比ＡＦや排気浄化装置２３の下流側に取り付けられた酸素センサ２３ｃからの酸素信号Ｏ２，ＰＭフィルタ２５の上流側および下流側に取り付けられた圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２も挙げることができる。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、例えば、燃料噴射弁への駆動信号や、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータからの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて、体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬも演算している。エンジンＥＣＵ２４は、圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいてＰＭフィルタ２５に捕捉された粒子状物質の推定される堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の運転状態に基づいてＰＭフィルタ２５の推定される温度としてのフィルタ温度Ｔｆを演算したりしている。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤ，リングギヤ，キャリアには、モータＭＧ１の回転子，駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６，エンジン２２のクランクシャフト２６がそれぞれ接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されており、上述したように回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータＥＣＵ４０によってインバータ４１，４２を制御することにより駆動する。インバータ４１，４２は、電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという。）５４ａによりバッテリ５０とシステムメインリレー５５が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという。）５４ｂに接続された昇圧コンバータ５６に接続されている。インバータ４１，４２は、図示しないが、各々６つのトランジスタと６つのダイオードとからなる周知のインバータとして構成されている。昇圧コンバータ５６は、図示しないが、２つのトランジスタと２つのダイオードとリアクトルとからなる周知の昇圧コンバータとして構成されている。

駆動電圧系電力ライン５４ａには、平滑用の平滑コンデンサ５７と放電用の放電抵抗５８とが並列に接続されている。また、電池電圧系電力ライン５４ｂのバッテリ５０の出力端子側には、システムメインリレー５５が取り付けられており、さらに、電池電圧系電力ライン５４ｂの昇圧コンバータ５６側には、平滑用のフィルタコンデンサ５９が接続されている。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されている。また、モータＥＣＵ４０には、平滑コンデンサ５７の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからの平滑コンデンサ５７の電圧（駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧。以下、駆動電圧系電圧という。）ＶＨや、フィルタコンデンサ５９の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのフィルタコンデンサ５９の電圧（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧。以下、電池電圧系電圧という。）ＶＬなども入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２や昇圧コンバータ５６を駆動するための制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりをする。バッテリ５０を管理するバッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの電池電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの電池電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、バッテリＥＣＵ５２はＨＶＥＣＵ７０と通信しており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、駆動制御などに必要な各種信号、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰなどが入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０には、車速センサ８８からの車速Ｖや、運転席近傍に取り付けられたモードスイッチ８９からのモードスイッチ信号ＭＳＷなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５５への駆動信号や、運転席の前方のインストールパネルに取り付けられたディスプレイ９０への表示信号などの制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

モードスイッチ８９は、例えば、エンジンを所定負荷で運転する通常モードや、乗り心地をある程度損なっても燃費を重視するエコモード、パワフルなスポーツ走行を楽しめるスポーツモードなどをトグルにより切り替える。エコモードでは、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されるアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒ＊が通常モードより小さくなるように設定したり、エンジン２２の間欠停止が多くなるようにしたり、振動や若干の騒音が生じてもエンジン２２を最も効率よく運転する運転ポイントで運転したりする。スポーツモードでは、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出されるアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒ＊を通常モードより大きくなるようにしてエンジン２２を比較的高負荷で運転するようにしたり、エンジン２２の運転停止を禁止したり、エンジン２２の下限回転数を車速Ｖに応じて設定してエンジン２２を比較的高負荷で運転するようにしたりする。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。

ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される要求走行用要求パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｒとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した要求走行用要求パワーＰｄｒｖ＊にバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０に充電するときが正の値）を加えて、車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。ここで、充放電要求パワーＰｂ＊は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差分ΔＳＯＣに基づいて、差分ΔＳＯＣの絶対値が小さくなるように設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）や、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）は、エンジン２２の運転ポイント（回転数，トルク）のうち騒音や振動等を加味して燃費が最適となる最適動作ラインを予め定めておき、要求パワーＰｅ＊に対応する最適動作ライン上の運転ポイント（回転数，トルク）を求めて設定する。エンジン２２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）については、エンジンＥＣＵ２４に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標運転ポイントに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるように、昇圧コンバータ５６やインバータ４１，４２の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて要求走行用要求パワーＰｄｒｖ＊を計算する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に、要求トルクＴｒ＊（要求走行用要求パワーＰｄｒｖ＊）が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述したように、昇圧コンバータ５６やインバータ４１，４２を制御する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にＰＭフィルタ２５に堆積した粒子状物質のＰＭ堆積量Ｑｐｍが第１閾値Ｑｒｅｆ１以上のときの動作について説明する。第１閾値Ｑｒｅｆ１は、ＰＭフィルタ２５を再生する必要があると判断される程度の値として予め定めることができる。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される報知処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

報知処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＰＭフィルタ２５のＰＭ堆積量Ｑｐｍを入力する（ステップＳ１００）。ＰＭ堆積量Ｑｐｍは、ＰＭフィルタ２５の堆積量Ｑｐｍは、圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいて演算されたものをエンジンＥＣＵ２４からの通信により入力するものとした。

続いて、入力したＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｒｅｆ１以上であるか否か及び第２閾値Ｑｒｅｆ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。第２閾値Ｑｒｅｆ２は、第１閾値Ｑｒｅｆ１より大きな値であり、粒子状物質によりＰＭフィルタ２５に詰まりが生じていると判断される程度の値として予め定めることができる。ＰＭ堆積量Ｑｐｍが第１閾値Ｑｒｅｆ１未満であると判定したときには、ＰＭフィルタ２５を再生する必要はないと判断し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０でＰＭ堆積量Ｑｐｍが第１閾値Ｑｒｅｆ１以上で第２閾値Ｑｒｅｆ２未満であると判定したときには、ＰＭ堆積量Ｑｐｍの堆積速度の指標Ｖｐｍを入力し（ステップＳ１２０）、堆積速度指標Ｖｐｍが閾値Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、堆積速度指標Ｖｐｍとしては、ＰＭフィルタ２５における所定期間当たりの粒子状物質の堆積量（堆積量／所定期間）や、ＰＭフィルタ２５における所定走行距離当たりの粒子状物質の堆積量（堆積量／所定走行距離）、ＰＭフィルタ２５に粒子状物質が所定堆積量だけ堆積するのに要した期間の逆数（所定堆積量／要した期間）、粒子状物質除去フィルタに粒子状物質が所定堆積量だけ堆積するのに要した走行距離の逆数（所定堆積量／要した走行距離）などを用いることができる。また、堆積速度指標Ｖｐｍとしては、ＰＭフィルタ２５における粒子状物質のＰＭ堆積量Ｑｐｍが所定堆積量を超えた回数を用いることもできる。所定堆積量としては、例えば第１閾値Ｑｒｅｆ１を用いることもできる。

ステップＳ１３０でＰＭ堆積量Ｑｐｍの堆積速度指標Ｖｐｍが閾値Ｖｒｅｆ未満であると判定したときには、ＰＭフィルタ２５を近いうちに再生する必要はあるが運転者に報知する必要はないと判断し、本ルーチンを終了する。一方、ＰＭ堆積量Ｑｐｍの堆積速度指標Ｖｐｍが閾値Ｖｒｅｆ以上であると判定したときには、「エンジンの排気フィルタが詰まり傾向です。スポーツモードで走行して下さい。」などの通知を運転席前方のインストールパネルに組み込まれたディスプレイ９０に表示して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。こうした表示に対して運転者がモードスイッチ８９を操作してスポーツモードとすると、エンジン２２の運転停止が禁止され、エンジン２２が比較的高負荷で運転されるようになる。実施例では、エンジン２２の比較的高負荷運転に加えて、エンジン２２の空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように制御するディザ制御を実行し、ＰＭフィルタ２５の温度Ｔｆの上昇を促進し、フィルタ温度Ｔｆが再生可能温度（例えば、６００℃）以上に至ったときに、空燃比をリーンとしたり燃料カットを行なったりして空気をＰＭフィルタ２５に供給してＰＭフィルタ２５に堆積した粒子状物質を燃焼し、ＰＭフィルタ２５を再生する。運転者は、ディスプレイ９０の表示により、ＰＭフィルタ２５が詰まり傾向にあることを知ると共に自らスポーツモードを設定する。これにより、ＰＭフィルタ２５の再生のためにエンジン２２を比較的高負荷で運転しても、運転者に違和感を与えるのを抑制することができ、ＰＭフィルタ２５を再生することができる。

ステップＳ１１０でＰＭ堆積量Ｑｐｍが第２閾値Ｑｒｅｆ２以上であると判定したときには、「エンジンの排気フィルタに詰まりが発生。ディーラーに行って下さい。」などの通知を運転席前方のインストールパネルに組み込まれたディスプレイ９０に表示して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。この表示によりＰＭフィルタ２５の詰まりを運転者に知らせることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＰＭフィルタ２５のＰＭ堆積量Ｑｐｍが第１閾値Ｑｒｅｆ１以上であり、且つ、ＰＭ堆積量Ｑｐｍの堆積速度指標Ｖｐｍが閾値Ｖｒｅｆ以上であるときには、「エンジンの排気フィルタが詰まり傾向です。スポーツモードで走行して下さい。」などの通知を運転席前方のインストールパネルに組み込まれたディスプレイ９０に表示する。この表示に対して運転者がモードスイッチ８９を操作してスポーツモードとすると、エンジン２２の運転停止が禁止され、エンジン２２が比較的高負荷で運転されるようになり、ＰＭフィルタ２５の再生のためにエンジン２２を高負荷運転しても、運転者に与える違和感を抑制することができる。そしてスポーツモードによる走行によりＰＭフィルタ２５の温度Ｔｆが再生可能温度以上に至ったときに、空燃比をリーンとしたり燃料カットを行なってＰＭフィルタ２５に空気を供給してＰＭフィルタ２５を再生する。これらの結果、運転者に与える違和感を抑制しつつ、ＰＭフィルタ２５の再生を行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＰＭフィルタ２５のＰＭ堆積量Ｑｐｍが第１閾値Ｑｒｅｆ１以上であり、且つ、ＰＭ堆積量Ｑｐｍの堆積速度指標Ｖｐｍが閾値Ｖｒｅｆ以上であるときに、「エンジンの排気フィルタが詰まり傾向です。スポーツモードで走行して下さい。」などの通知をディスプレイ９０に表示するものとした。しかし、ＰＭフィルタ２５のＰＭ堆積量Ｑｐｍが第１閾値Ｑｒｅｆ１以上であるときには、ＰＭ堆積量Ｑｐｍの堆積速度指標Ｖｐｍが閾値Ｖｒｅｆ未満であっても「エンジンの排気フィルタが詰まり傾向です。スポーツモードで走行して下さい。」などの通知をディスプレイ９０に表示するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＰＭフィルタ２５のＰＭ堆積量Ｑｐｍが第２閾値Ｑｒｅｆ２以上であるときには、「エンジンの排気フィルタに詰まりが発生。ディーラーに行って下さい。」などの通知をディスプレイ９０に表示するものとした。しかし、こうした表示を行なわないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、「エンジンの排気フィルタが詰まり傾向です。スポーツモードで走行して下さい。」などの通知やエンジンの排気フィルタが詰まり傾向です。スポーツモードで走行して下さい。」などの通知をディスプレイ９０に表示するものとした。しかし、これらの通知を運転者に報知すればよいから、通知を音声出力により運転者に報知するなど、ディスプレイ表示以外の手法により報知するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２とをプラネタリギヤ３０に接続した構成としたが、エンジン２２の排気系にＰＭフィルタ２５を備える自動車であればよいから、図３に例示するハイブリッド自動車２２０のように、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧにクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成としてもよいし、図４に例示する自動車３２０のように、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機３３０を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ＰＭフィルタ２５が「粒子状物質除去フィルタ」に相当し、エンジン２２が「エンジン」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２が「制御装置」に相当する。また、通常モードやエコモードが「第１モード」に相当し、スポーツモードが「第２モード」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，２２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３排気浄化装置、２３ａ触媒、２３ｂ空燃比センサ、２３ｃ酸素センサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５粒子状物質除去フィルタ（ＰＭフィルタ）、２５ａ，２５ｂ圧力センサ、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０バッテリ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ駆動電圧系電力ライン、５４ｂ電池電圧系電力ライン、５５システムメインリレー、５６昇圧コンバータ、５７平滑コンデンサ、５８放電抵抗、５９フィルタコンデンサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、８９モードスイッチ、９０ディスプレイ、２２９クラッチ、２３０，３３０変速機、３２０自動車、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

排気系に粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタを有するエンジンと、
前記エンジンを所定負荷で運転する第１モードと前記エンジンを前記所定負荷より高い負荷で運転する第２モードとを含む複数のモードのうち選択されたモードにより走行するように前記エンジンを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、前記粒子状物質除去フィルタにおける前記粒子状物質の堆積量が前記閾値以上であり、且つ、前記粒子状物質除去フィルタにおける前記粒子状物質の堆積速度を反映する指標が所定値以上のときに、前記第２モードによる走行が推奨されることを運転者に報知する、
ことを特徴とする自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記第２モードは、前記第１モードに比してアクセルペダルの踏み込み量に対する指令パワーが大きいモードである、
自動車。
請求項１または２記載の自動車であって、
前記指標は、前記粒子状物質除去フィルタにおける所定期間当たりの前記粒子状物質の堆積量、前記粒子状物質除去フィルタにおける所定走行距離当たりの前記粒子状物質の堆積量、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質が所定堆積量だけ堆積するのに要した期間の逆数、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質が所定堆積量だけ堆積するのに要した走行距離の逆数のうちのいずれかである、
自動車。
請求項１または２記載の自動車であって、
前記指標は、前記粒子状物質除去フィルタにおける前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量を超えた回数である、
自動車。
請求項１ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
前記制御装置は、ディスプレイ表示により報知する、
自動車。
請求項１ないし５のうちのいずれか１つの請求項に記載の自動車であって、
走行用の動力を入出力するモータと、
前記モータと電力のやりとりを行なう蓄電装置と、
を備え、
前記エンジンの燃料はガソリンである、
自動車。
請求項６記載の自動車であって、
前記第２モードは、前記エンジンの運転停止を禁止するモードである、
自動車。