JP6935751B2

JP6935751B2 - ハイブリッド車両

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Inventors: 巧安澤
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Current assignee: Toyota Motor Corp
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Filing date: 2018-01-15
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Description

本発明は、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを有したエンジンを搭載したハイブリッド車両に関する。

車載等のエンジンの排気浄化のため、排気中の微粒子物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するパティキュレート・フィルタを設置することがある。パティキュレート・フィルタは、ＰＭを捕集し続けると目詰まりしてしまう。そのため、パティキュレート・フィルタを備えるエンジンでは、同フィルタに堆積したＰＭを浄化するためのエンジン制御であるフィルタ再生制御を実行している。フィルタ再生制御の実行中は、フィルタの昇温等のため、エンジンが通常とは異なる状態で運転される。例えば特許文献１には、減筒運転を行いつつ、フィルタ再生制御を実行することが記載されている。

特開２０１６−１１３９００号公報

エンジンを通常とは異なる状態で運転すれば、エンジンの燃焼は悪化し易くなるため、燃焼が安定し難い状態でフィルタ再生制御を実行すると、燃焼が不安定となって失火や回転変動の増大を招いてしまう。特にエンジンの始動直後は、燃焼が不安定なため、フィルタ再生制御の実行には不適となっている。そこで、エンジンの始動後、一定の期間に亘って連続運転が行われるまで、フィルタ再生制御の実行を禁止することが考えられる。しかしながら、こうした場合には、エンジンを間欠運転するハイブリッド車両では、エンジンの連続運転が短時間で終わることが多いため、フィルタ再生制御の実行機会が十分に得られない虞がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、フィルタ再生制御の実行機会を確保し易いハイブリッド車両を提供することにある。

上記課題を解決するハイブリッド車両は、車両に搭載されたエンジンと、前記車両の駆動源となる電動機と、エンジンの排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、エンジンを稼働した状態で走行するＨＶ走行とエンジンの稼働を停止した状態で走行するＥＶ走行とを切り替え可能に車両の走行制御を行う車両制御装置と、フィルタに堆積した微粒子物質を浄化するためのエンジン制御であるフィルタ再生制御を実行するエンジン制御装置と、を備えている。

エンジンの始動直後の燃焼は、始動前のエンジンの停止期間が長いほど不安定となり易い。一方、上記ハイブリッド車両では、ＨＶ走行からＥＶ走行への切り替え毎にエンジンの稼働が停止され、ＥＶ走行からＨＶ走行への切り替え毎にエンジンが始動される。こうした場合の車両起動後の２回目以降のエンジン始動は、初回のエンジン始動に比べ、始動前のエンジンの停止期間が短い場合が多くなる。すなわち、間欠運転中のエンジンが連続して稼働している期間を運転期間としたとき、車両起動後の２回目以降の運転期間では、初回の運転期間よりもエンジンの燃焼が安定し易い傾向がある。

これに対して、同ハイブリッド車両におけるエンジン制御装置は、車両起動後のエンジンの始動回数が１回である場合には既定の第１条件の成立をフィルタ再生制御の実行の要件とし、同始動回数が２回以上である場合には第１条件よりも成立し易い第２条件の成立をフィルタ再生制御の実行の要件としている。そのため、燃焼が安定し難い車両起動後の初回の運転期間には、フィルタ再生制御の実行を許可する条件を厳しくして同制御の実行に伴う燃焼の悪化を抑えることができる。その一方で、燃焼が安定し易い２回目以降の運転期間には、フィルタ再生制御の実行を許可する条件を緩くして、同制御の実行機会を増すことが可能となる。したがって、フィルタ再生制御の実行機会を確保し易くなる。

上記課題を解決するもう一つのハイブリッド車両は、車両に搭載されたエンジンと、車両の駆動源となる電動機と、電動機に電力を供給するバッテリと、エンジンの動力を受けて前記バッテリに充電する電力を発電する発電機と、エンジンの排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、バッテリの蓄電量の低下を抑制するＣＳ（Charge Sustaining）モード、及びバッテリの電力を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードを含む複数の制御モードのうちから何れかの制御モードを選択し、その選択した制御モードに応じて車両を制御する車両制御装置と、フィルタに堆積した微粒子物質を浄化するためのエンジン制御であるフィルタ再生制御を行うエンジン制御装置と、を備えている。

ＣＤモードの選択時には、発電のためのエンジン運転が要求されることが少ない分、ＣＳモードの選択時よりも、車両起動中のエンジンの停止期間が長くなり易い。そのため、ＣＤモードの選択時には、ＣＳモードの選択時に比べ、エンジンの燃焼が不安定となり易い傾向がある。

これに対して上記ハイブリッド車両におけるエンジン制御装置は、ＣＤモードの選択時には既定の第１条件の成立をフィルタ再生制御の実行の要件とし、ＣＳモードの選択時には第１条件よりも成立し易い第２条件の成立をフィルタ再生制御の実行の要件としている。そのため、燃焼が安定し難いＣＤモードの選択時には、フィルタ再生制御の実行を許可する条件を厳しくして同制御の実行に伴う燃焼の悪化を抑えることができる。その一方で、燃焼が安定し易いＣＳモードの選択時にはフィルタ再生制御の実行を許可する条件を緩くして、同制御の実行機会を増すことが可能となる。したがって、フィルタ再生制御の実行機会を確保し易くなる。

なお、上記ハイブリッド車両におけるエンジン制御装置は、上記第１条件及び第２条件の成立の有無を、エンジンの運転状態の計測結果から得られる既定のパラメータの基づき判定するように構成することができる。こうした場合、第２条件が成立となる上記パラメータの値の範囲を、第１条件が成立となる値の範囲よりも広い範囲とすれば、第２条件を第１条件よりも成立し易い条件とすることができる。

始動後の経過時間や積算空気量、積算燃料噴射量のような、エンジンの始動後の時間の経過に応じて値が加増されるパラメータに基づき第１条件及び第２条件の成立の有無を判定すれば、エンジン始動直後の燃焼が不安定な期間にフィルタ再生制御の実行を許可しないようにすることができる。そして、このときの第２条件が成立となる上記パラメータの下限値を、第１条件が成立となる上記パラメータの下限値よりも小さい値とすれば、第２条件を第１条件よりも成立し易い条件とすることができる。例えば、エンジンの始動後の経過時間に基づいて判定を行う場合、第１条件を、同経過時間が既定の第１時間以上であることをもって成立する条件とし、第２条件を、同経過時間が第１時間よりも短い第２時間以上であることをもって成立する条件とするとよい。

第１実施形態のハイブリッド車両の模式図。同ハイブリッド車両に設けられたエンジン制御装置が実行する実行許可判定ルーチンのフローチャート。第２実施形態のハイブリッド車両におけるバッテリの蓄電量及び車両の制御モードの推移を示すタイムチャート。同ハイブリッド車両に設けられたエンジン制御装置が実行する実行許可判定ルーチンのフローチャート。

（第１実施形態）
以下、ハイブリッド車両の第１実施形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車両（以下、単に車両１０と記載する）は、エンジン１１を搭載する。また、車両１０は、同車両１０の駆動源となる発電機、及びエンジン１１の動力を受けて発電する発電機の双方として機能する２つの発電電動機（第１発電電動機１２、第２発電電動機１３）を備えている。

また、車両１０には、サンギア１４、プラネタリキャリア１５、リングギア１６の３つの回転要素を有した遊星ギア機構１７が設けられている。遊星ギア機構１７のプラネタリキャリア１５には、トランスアクスルダンパ１８を介してエンジン１１が連結されており、同遊星ギア機構１７のサンギア１４には第１発電電動機１２が連結されている。また、遊星ギア機構１７のリングギア１６には、カウンタドライブギア１９が一体に設けられている。カウンタドライブギア１９には、カウンタドリブンギア２０が噛み合わされている。そして、第２発電電動機１３は、このカウンタドリブンギア２０に噛み合わされたリダクションギア２１に連結されている。

カウンタドリブンギア２０には、ファイナルドライブギア２２が一体回転可能に連結されており、そのファイナルドライブギア２２には、ファイナルドリブンギア２３が噛み合わされている。そして、ファイナルドリブンギア２３には、差動機構２４を介して、車輪２５の駆動軸２６が連結されている。

第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３は、パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと記載する）２７を介してバッテリ２８に電気的に接続されている。ＰＣＵ２７は、バッテリ２８から第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３への電力供給量、及び第１発電電動機１２及び第２発電電動機１３からバッテリ２８への充電量を調整する。なお、車両１０には外部電源２９と接続可能な電源コネクタ３０が設けられており、バッテリ２８は、外部電源２９からの供給電力によっても充電可能とされている。

エンジン１１は、混合気を燃焼する複数の気筒３１と、各気筒３１に流入する吸気が流れる吸気通路３２と、各気筒３１での燃焼により生じた排気が流れる排気通路３３と、を備えている。吸気通路３２には、同吸気通路３２を流れる吸気の流量を調整するための弁であるスロットルバルブ３４が設けられている。また、エンジン１１には、吸気中に燃料を噴射する燃料噴射弁３５と、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する点火プラグ３６とが気筒別に設けられている。さらに、エンジン１１の排気通路３３には、排気中のＰＭを捕集するフィルタ３７が設けられている。フィルタ３７を構成する多孔質材の表面には、捕集したＰＭの酸化反応を促進する酸化触媒が担持されている。

車両１０には、エンジン１１を制御する電子制御装置であるエンジン制御装置３８が搭載されている。また、車両１０には、エンジン制御装置３８及びＰＣＵ２７を統括的に制御する車両制御装置３９が搭載されている。エンジン制御装置３８及び車両制御装置３９はそれぞれ、制御用のプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたコンピュータユニットして構成されている。

エンジン制御装置３８には、エンジン１１の吸入空気量ＧＡを検出するエアフローメータ４０、エンジン１１の回転角を検出するクランク角センサ４１、エンジン１１の冷却水の温度（エンジン水温ＴＷ）を検出する水温センサ４２、及びフィルタ３７に流入する排気の温度（排気温ＴＥ）を検出する排気温センサ４３の検出信号が入力されている。エンジン制御装置３８は、クランク角センサ４１の検出結果に基づき、エンジン１１の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を演算する。また、エンジン制御装置３８は、エンジン回転数ＮＥ、及び吸入空気量ＧＡに基づき、エンジン負荷率ＫＬを演算する。エンジン負荷率ＫＬは、現在のエンジン回転数ＮＥにおいてスロットルバルブ３４を全開とした状態でエンジン１１を定常運転したときのシリンダ流入空気量に対する、現在のシリンダ流入空気量の比率を表している。なお、シリンダ流入空気量は、吸気行程において各気筒３１のそれぞれに流入する空気の量を表している。

車両制御装置３９には、バッテリ２８の電流ＩＢ、電圧ＶＢ、及び温度ＴＢが入力されている。そして、車両制御装置３９は、これら電流ＩＢ、電圧ＶＢ、及び温度ＴＢに基づき、バッテリ２８の蓄電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を演算している。また、車両制御装置３９には、運転者のアクセルペダルの踏込量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセルペダルセンサ４４、車両１０の走行速度（車速Ｖ）を検出する車速センサ４５の検出信号が入力されている。そして、車両制御装置３９は、アクセル開度ＡＣＣＰ及び車速Ｖに基づき車両１０の駆動力の要求値である車両要求パワーを演算する。さらに、車両制御装置３９は、車両要求パワー、及び蓄電量ＳＯＣ等に基づき、エンジン出力の要求値である要求エンジン出力、第１発電電動機１２の力行／回生トルクの要求値であるＭＧ１要求トルク、及び第２発電電動機１３の力行／回生トルクの要求値であるＭＧ２要求トルクをそれぞれ演算する。そして、エンジン制御装置３８が要求エンジン出力に応じてエンジン１１の出力制御を行い、ＰＣＵ２７がＭＧ１要求トルク及びＭＧ２要求トルクに応じて第１発電電動機１２及び第２発電電動機のトルク制御を行うことで、車両１０の走行制御が行われる。

なお、車両制御装置３９は、車両１０の走行制御に際して、エンジン１１を稼働した状態で走行するＨＶ走行とエンジン１１の稼働を停止した状態で走行するＥＶ走行との切り替えを行っている。車両制御装置３９は、アクセル開度ＡＣＣＰや車速Ｖ、蓄電量ＳＯＣ等に基づいてＨＶ走行とＥＶ走行との切り替えを自動的に行っている。車両制御装置３９は、要求エンジン出力の値として、ＥＶ走行時には「０」を、ＨＶ走行時には正の値をそれぞれ演算する。そして、エンジン制御装置３８が、要求エンジン出力の値が正の値から「０」に切り替わったときにエンジン１１の稼働を停止し、要求エンジン出力の値が「０」から正の値に切り替わったときにエンジン１１を始動することで、ＨＶ走行とＥＶ走行とが切り替えられる。

（フィルタ再生制御）
エンジン制御装置３８は、エンジン制御の一環として、ＰＭが自己燃焼する温度（再生可能温度）までフィルタ３７を昇温することで同フィルタ３７に堆積したＰＭを浄化するフィルタ再生制御を実行する。本実施形態では、フィルタ再生制御でのフィルタ３７の昇温を、ディザ制御を通じて行っている。ディザ制御では、複数の気筒３１のうちの一部を、理論空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼を行うリッチ気筒とし、残りの気筒を、理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼を行うリーン気筒とするように、気筒別の燃料噴射量の補正が行われる。そして、余剰酸素を多く含んだリーン気筒の排気によりフィルタ３７内を酸素過多の状態とした上で、未燃燃料を多く含んだリッチ気筒の排気をフィルタ３７に送り込んで燃焼させることで、フィルタ３７の昇温を促進している。

こうしたフィルタ再生制御は、フィルタ３７のＰＭ堆積量が既定値以上であり、且つ後述するフィルタ再生制御の実行許可条件が成立している場合に実行される。なお、エンジン制御装置３８は、エンジン回転数ＮＥやエンジン負荷率ＫＬ、排気温ＴＥ等に基づき、フィルタ３７のＰＭ堆積量を推定して求めている。

図２に、フィルタ再生制御の実行許可条件の成立の有無を判定するための実行許可判定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、エンジン１１の稼働中、すなわち車両１０のＨＶ走行中、既定周期毎にエンジン制御装置３８によって繰り返し実行される。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷率ＫＬに基づき、エンジン１１がフィルタ再生制御を実行可能な運転領域（再生可能領域）で運転されているか否かが判定される。再生可能領域外とされるエンジン１１の運転領域は、排気の流量が少なく、フィルタ再生制御を実行しても再生可能温度までフィルタ３７を昇温できない運転領域や、排気温ＴＥが高く、フィルタ再生制御を実行すると、フィルタ３７が過熱する虞がある運転領域が含まれる。

ここで、エンジン１１が再生可能領域で運転されていなければ（Ｓ１００：ＮＯ）、ステップＳ１１０に処理が進められ、そのステップＳ１１０において実行許可条件が不成立であるとした上で、今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、エンジン１１が再生可能領域で運転されていれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に処理が進められる。

ステップＳ１２０に処理が進められると、そのステップＳ１２０において、エンジン水温ＴＷが既定の暖機完了判定値α以上であるか否かが判定される。暖機完了判定値αは、エンジン１１の暖機が完了した状態にあると判定するエンジン水温ＴＷの下限値である。そして、エンジン水温ＴＷが暖機完了判定値α以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に処理が進められ、エンジン水温ＴＷが暖機完了判定値α未満であれば（ＮＯ）、上述のステップＳ１１０に処理が進められる。

ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、車両起動後のエンジン１１の始動回数が１回であるか否かが判定される。ここで、同始動回数が１回であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１４０に処理が進められ、同始動回数が２回以上であれば（ＮＯ）、ステップＳ１５０に処理が進められる。

ステップＳ１４０に処理が進められると、そのステップＳ１４０において許可判定時間ＴＡの値として既定の第１時間ＴＡ１を設定した後、ステップＳ１６０に処理が進められる。一方、ステップＳ１５０に処理が進められると、そのステップＳ１５０において直近のエンジン始動時におけるエンジン水温（始動時水温ＴＷ０）が暖機完了判定値α以上であったか否かが、すなわち直近のエンジン始動が暖機始動であったか冷間始動であったかが判定される。ここで、始動時水温ＴＷ０が暖機完了判定値α未満の場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、ステップＳ１７０において、上述の第１時間ＴＡ１よりも短い既定の第２時間ＴＡ２を許可判定時間ＴＡの値として設定した上でステップＳ１６０に処理が進められる。一方、始動時水温ＴＷ０が暖機完了判定値α以上の場合（Ｓ１５０：ＮＯ）には、ステップＳ１８０において、許可判定時間ＴＡの値として「０」を設定した上でステップＳ１６０に処理が進められる。

ステップＳ１６０に処理が進められると、そのステップＳ１６０において、直近のエンジン始動からの経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上であるか否かが判定される。ここで、経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ未満であれば（ＮＯ）、上述のステップＳ１１０に処理が進められる。これに対して、経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１９０に処理が進められ、そのステップＳ１９０において、実行許可条件が成立であるとした上で今回の本ルーチンの処理が終了される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、フィルタ再生制御の実行許可条件は、次の条件（イ）〜（ハ）がすべて満たされている場合に成立となる。すなわち、条件（イ）フィルタ再生制御の実行可能領域でエンジン１１が運転していること、条件（ロ）エンジン水温ＴＷが暖機完了判定値α以上であること、及び条件（ハ）エンジン始動後の経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上であること、である。

フィルタ再生制御の実行中は、ディザ制御により、理論空燃比とは異なる空燃比で各気筒３１での燃焼が行われるため、燃焼が不安定となり易い。一方、エンジン１１の始動直後は燃焼が不安定となり易いため、こうした始動直後の期間にフィルタ再生制御を実行すると、燃焼が悪化してエンジン回転数ＮＥの変動が許容範囲を超えて増大する虞がある。そこで、本実施形態では、上記条件（ハ）が満たされるまで、すなわち経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上となるまで、フィルタ再生制御の実行を許可しないようにしている。

なお、エンジン１１の始動直後の燃焼は、始動前のエンジン１１の停止期間が長いほど不安定となり易い。これに対して上記車両１０では、ＨＶ走行からＥＶ走行への切り替え毎にエンジン１１の稼働が停止され、ＥＶ走行からＨＶ走行への切り替え毎にエンジン１１が始動される。こうした場合の車両起動後の２回目以降のエンジン始動は、初回のエンジン始動に比べ、始動前のエンジン１１の停止期間が短い場合が多くなる。すなわち、間欠運転中のエンジン１１が連続して稼働している期間を運転期間としたとき、車両起動後の２回目以降の運転期間では、初回の運転期間よりもエンジン１１の燃焼が安定し易い傾向がある。

本実施形態では、車両起動後の初回の運転期間と２回目以降の運転期間とで上記要件（ハ）における許可判定時間ＴＡの値を変えている。そしてこれにより、車両起動後の２回目以降の運転期間では、初回の運転期間の場合に比べ、始動直後のフィルタ再生制御の実行を許可しない期間を短くしている。なお、車両起動後の２回目以降の運転期間において、直近のエンジン始動が暖機始動であった場合には、始動前のエンジン１１の停止期間が短く、始動直後の燃焼の不安定化は殆ど生じないと考えられる。そのため、車両起動後の２回目以降の運転期間において直近のエンジン始動が暖機始動であった場合には、始動直後のフィルタ再生制御の実行を許可しない期間を設けないようにしている。

こうした場合、車両起動後の初回のエンジン始動後に比べて始動後の燃焼が安定し易い車両起動後の２回目以降のエンジン始動後にはより短い期間で同フィルタ再生制御の実行が許可されるようになる。さらに、車両起動後の２回目以降のエンジン始動が暖機始動であった場合には、エンジン始動後の経過時間ＴＳに拘らず、上記条件（イ）及び条件（ロ）が満たされれば、直ちにフィルタ再生制御の実行が許可される。そのため、フィルタ再生制御の実行による燃焼の不安定化を抑えつつも、同フィルタ再生制御の実行機会を確保し易くなる。

なお、こうした本実施形態では、エンジン始動後の経過時間ＴＳが第１時間ＴＡ１以上であることが「既定の第１条件」に、同経過時間ＴＳが第１時間ＴＡ１よりも短い第２時間ＴＡ２以上であることが「第１条件よりも成立し易い第２条件」にそれぞれ対応している。

本実施形態は以下のように変更して実行することもできる。
・本実施形態では、ＨＶ走行とＥＶ走行との切り替えを車両制御装置３９が自動的に行うようにしていたが、運転者の操作により手動で行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、車両起動後のエンジン１１の始動回数が２回以上、且つ直近のエンジン始動が暖機始動の場合には、許可判定時間ＴＡの値として「０」を設定していた。この場合の許可判定時間ＴＡの値として「０」よりも長く、且つ第２時間ＴＡ２よりも短い時間を設定するようにしてもよい。また、暖機始動であるか冷間始動であるかを区別せず、車両起動後のエンジン１１の始動回数が２回以上の場合の許可判定時間ＴＡの値を一律に第２時間ＴＡ２とするようにしてもよい。

・上記実施形態では、車両起動後のエンジン１１の始動回数が１回の場合の許可判定時間ＴＡの値を一律に第１時間ＴＡ１としていたが、直近のエンジン始動が暖機始動の場合には、許可判定時間ＴＡの値として冷間始動の場合よりも短い時間、又は「０」を設定するようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、ハイブリッド車両の第２実施形態を、図３及び図４を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態のハイブリッド車両は、第１実施形態の車両１０と同様のハードウェア構成を有し、エンジン制御装置３８及び車両制御装置３９が実行する処理の内容が下記の点で相違したものとなっている。

まず、本実施形態における車両制御装置３９は、バッテリ２８の蓄電量ＳＯＣの低下を抑制するＣＳ（Charge Sustaining）モード、及びバッテリ２８の電力を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードを含む複数の制御モードのうちから何れかの制御モードを選択し、その選択した制御モードに応じて車両１０を制御するものとなっている。なお、本実施形態では、車両制御装置３９は、蓄電量ＳＯＣに基づき、ＣＳモードとＣＤモードとを自動的に切り替えている。具体的には、図３に示すように、車両制御装置３９は、蓄電量ＳＯＣが既定の閾値Ａよりも大きい場合にはＣＤモードを選択し、蓄電量ＳＯＣが閾値Ａ以下の場合にはＣＳモードを選択する。

車両制御装置３９は、ＣＤモードの選択時には、バッテリ２８の蓄電量ＳＯＣの維持よりも、蓄電量ＳＯＣを消費してのＥＶ走行を優先するように車両１０の走行制御を行う。具体的には、ＣＤモードの選択時には、第２発電電動機１３の出力だけで車両要求パワー分の駆動力を確保できる限り、ＥＶ走行を行うようにしている。こうしたＣＤモードの選択時には、蓄電量ＳＯＣの低下が許容され、発電のためのエンジン１１の稼働が抑制されるため、バッテリ２８の蓄電量ＳＯＣは走行距離の増加に応じて減少していく。

これに対して、車両制御装置３９は、ＣＳモードの選択時には、ＥＶ走行よりも、蓄電量ＳＯＣの維持を優先するように車両１０の走行制御を行う。具体的には、ＣＳモードの選択時には、蓄電量ＳＯＣを既定の制御範囲内に維持するようにバッテリ２８の充放電制御を実行する。すなわち、蓄電量ＳＯＣが上記制御範囲の上限値を超えるときには、エンジン要求出力を小さくして、その分、第２発電電動機１３の出力を大きくすることで、バッテリ２８の放電量を増加する。また、蓄電量ＳＯＣが上記制御範囲の下限値を下回るときには、エンジン要求出力を要求車両パワーよりも大きくして、その超過分を第２発電電動機１３の発電に回すことで、バッテリ２８の充電量を増加する。こうしたＣＳモードの選択時には、ＣＤモードの選択時に比べ、車両起動中のエンジン１１の稼働頻度が高くなる。

一方、本実施形態におけるエンジン制御装置３８は、図４に示す実行許可判定ルーチンの処理を通じて、フィルタ再生制御の実行許可条件の成立の有無を判定している。なお、本ルーチンの処理も、エンジン１１の稼働中、すなわち車両１０のＨＶ走行中、既定周期毎にエンジン制御装置３８によって繰り返し実行されるものとなっている。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷率ＫＬに基づき、エンジン１１が上述の再生可能領域で運転されているか否かが判定される。そして、エンジン１１が再生可能領域で運転されていなければ（Ｓ２００：ＮＯ）、ステップＳ２１０に処理が進められ、そのステップＳ２１０において実行許可条件が不成立であるとした上で、今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、エンジン１１が再生可能領域で運転されていれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２２０に処理が進められる。

ステップＳ２２０に処理が進められると、そのステップＳ２２０において、エンジン水温ＴＷが上述の暖機完了判定値α以上であるか否かが判定される。そして、エンジン水温ＴＷが暖機完了判定値α以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２３０に処理が進められ、エンジン水温ＴＷが暖機完了判定値α未満であれば（ＮＯ）、上述のステップＳ２１０に処理が進められる。

ステップＳ２３０に処理が進められると、そのステップＳ２３０において、車両制御装置３９が現在選択している制御モードがＣＤモードであるかＣＳモードであるかが判定される。ここで、ＣＤモードの選択中であればステップＳ２４０に処理が進められ、ＣＳモードの選択中であれば（ＮＯ）、ステップＳ２５０に処理が進められる。

ステップＳ２４０に処理が進められると、そのステップＳ２４０において許可判定時間ＴＡの値として上述の第１時間ＴＡ１を設定した後、ステップＳ２６０に処理が進められる。一方、ステップＳ２５０に処理が進められると、そのステップＳ２５０において直近のエンジン始動時におけるエンジン水温（始動時水温ＴＷ０）が暖機完了判定値α以上であったか否かが判定される。ここで、始動時水温ＴＷ０が暖機完了判定値α未満の場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２７０において、上述の第２時間ＴＡ２（＜ＴＡ１）を許可判定時間ＴＡの値として設定した上でステップＳ２６０に処理が進められる。一方、始動時水温ＴＷ０が暖機完了判定値α以上の場合（Ｓ２５０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２８０において、許可判定時間ＴＡの値として「０」を設定した上でステップＳ２６０に処理が進められる。

ステップＳ２６０に処理が進められると、そのステップＳ２６０において、直近のエンジン始動からの経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上であるか否かが判定される。ここで、経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ未満であれば（ＮＯ）、上述のステップＳ２１０に処理が進められる。これに対して、経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２９０に処理が進められ、そのステップＳ２９０において、実行許可条件が成立であるとした上で今回の本ルーチンの処理が終了される。

こうした本実施形態でも、フィルタ再生制御の実行許可条件は、条件（イ）フィルタ再生制御の実行可能領域でエンジン１１が運転していること、条件（ロ）エンジン水温ＴＷが暖機完了判定値α以上であること、及び条件（ハ）エンジン始動後の経過時間ＴＳが許可判定時間ＴＡ以上であること、の３つの条件のすべてを満たすこととなっている。

バッテリ２８の電力を消費するＣＤモードの選択時には、バッテリ２８の蓄電量ＳＯＣの低下を抑制するＣＳモードの選択時に比べ、エンジン１１の稼働頻度が低くなる。そのため、ＣＤモードの選択時には、ＣＳモードの選択時に比して、車両起動中のエンジン１１の停止期間が長くなり易く、エンジン１１の始動直後の燃焼が不安定な期間も長くなる傾向がある。また、ＣＳモードの選択時においても、エンジン１１の暖機始動後には、冷間始動後よりも、燃焼が安定し易くなる。

これに対して本実施形態では、ＣＳモードの選択時には、ＣＤモードの選択時に比べ、始動直後のフィルタ再生制御の実行を許可しない期間を短くしている。更に、ＣＳモードの選択時において直近のエンジン始動が暖機始動であった場合には、始動直後のフィルタ再生制御の実行を許可しない期間を「０」としている。このように、本実施形態では、燃焼が安定し易い状況にあるほど、始動直後のフィルタ再生制御の実行を許可しない期間を短くしている。そのため、フィルタ再生制御の実行による燃焼の不安定化を抑えつつも、同フィルタ再生制御の実行機会を確保し易くなる。

なお、本実施形態では、エンジン始動後の経過時間ＴＳが第１時間ＴＡ１以上であることが「既定の第１条件」に、同経過時間ＴＳが第１時間ＴＡ１よりも短い第２時間ＴＡ２以上であることが「第１条件よりも成立し易い第２条件」にそれぞれ対応している。

本実施形態は以下のように変更して実行することもできる。
・本実施形態では、ＣＤモードとＣＳモードとの切り替えを蓄電量ＳＯＣに基づき行うようにしていたが、同切り替えを車速Ｖ等の他のパラメータに基づき行うようにしてもよい。また、同切り替えを運転者の操作により手動で行うようにしてもよい。

・本実施形態では、要求車両パワー分の駆動力を第２発電電動機１３の出力だけで確保可能な限り、ＥＶ走行を行う制御モードをＣＤモードとしていたが、バッテリ２８の電力を消費しつつ、すなわち走行距離の増加に応じて蓄電量ＳＯＣが低下するように走行を行う制御モードであれば、それ以外の走行制御を行う制御モードをＣＤモードとしてもよい。例えば、蓄電量ＳＯＣの時間当りの低下量が既定値以下となる限り、ＥＶ走行を行う制御モードをＣＤモードとすることもできる。

・本実施形態では、蓄電量ＳＯＣを既定の制御範囲内に維持するようにバッテリ２８の充放電制御を行う制御モードをＣＳモードとしていたが、蓄電量ＳＯＣの低下を抑制して走行を行う制御モードであれば、それ以外の制御モードをＣＳモードとしてもよい。例えば、蓄電量ＳＯＣが既定の値以上となるまでＥＶ走行を禁止する制御モードをＣＳモードとすることもできる。

・上記実施形態では、ＣＳモードの選択時、且つ直近のエンジン始動が暖機始動の場合には、許可判定時間ＴＡの値として「０」を設定していたが、この場合の許可判定時間ＴＡの値として第２時間ＴＡ２よりも短い時間を設定するようにしてもよい。また、暖機始動であるか冷間始動であるかを区別せず、ＣＳモード選択時における許可判定時間ＴＡの値を一律に第２時間ＴＡ２とするようにしてもよい。

・ＣＤモード選択時においても、直近のエンジン始動が暖機始動の場合には、冷間始動の場合よりも、始動後の燃焼が安定し易くなると考えられる。そのため、ＣＤモード選択時の許可判定時間ＴＡの値を、ＣＳモード選択時と同様に、直近のエンジン始動が暖機始動の場合と冷間始動の場合とで変えるようにしてもよい。すなわち、ＣＤモード選択時において直近のエンジン始動が暖機始動の場合には、許可判定時間ＴＡの値として、冷間始動の場合（第１時間ＴＡ１）よりも短い時間、又は「０」に設定するようにしてもよい。

・本実施形態では、ＣＳモード選択時の許可判定時間ＴＡの値を暖機始動の場合と冷間始動の場合とで変えるようにしていたが、いずれの場合も同じ値としてもよい。
さらに上記各実施形態及びその変更例は次のように変更して実施することもできる。

・上記各実施形態では、エンジン始動後の経過時間ＴＳが既定の第１時間ＴＡ１以上であることを既定の第１条件とし、同経過時間ＴＳが第１時間ＴＡ１よりも短い第２時間ＴＡ２以上であることを第１条件よりも成立し易い第２条件として、フィルタ再生制御の実行を許可するか否かを判定していた。エンジン始動後の経過時間ＴＳに代えて、例えばエンジン始動後の吸入空気量や燃料噴射量の積算値のような、エンジン始動後の時間の経過に応じて値が加増されるパラメータを用いても同様の判定を行うことができる。こうした場合、第２条件が成立となる上記パラメータの下限値を、第１条件が成立となる同パラメータの下限値よりも小さい値とすればよい。

・フィルタ再生制御の実行に伴う燃焼の不安定化を抑えつつも、同フィルタ再生制御の実行機会を確保し易くする、という目的は、フィルタ再生制御の実行の要件が次ように設定されていれば達成可能である。ここで、車両起動後のエンジンの始動回数が１回である場合やＣＳモードの選択時を第１状況とし、始動回数が２回以上である場合やＣＤモードの選択時を第２状況とする。このときの第１状況におけるフィルタ再生制御の実行の要件を既定の第１条件の成立とした場合、第２状況における同要件が第１条件よりも成立し易い第２条件の成立となっていれば、上記目的は達成できる。例えば、フィルタ再生制御の実行許可条件の条件（イ）におけるフィルタ再生制御の実行可能領域を、第２状況の場合には第１状況の場合よりも広い領域としたり、同実行許可条件の条件（ロ）における暖機完了判定値αを、第２状況の場合には第１状況の場合よりも小さい値としたり、することでも、上記目的は達成できる。すなわち、第１状況では第１条件の成立を、第２状況では第２条件の成立を、それぞれフィルタ再生制御の実行の要件とする。このときの第１条件及び第２条件の成立の有無を、エンジン１１の運転状態の計測結果から得られる既定のパラメータに基づき判定し、且つ第２条件が成立となる上記パラメータの値の範囲を、第１条件が成立となる値の範囲よりも広い範囲とすればよい。

・上記実施形態では、ディザ制御を通じてフィルタ３７を昇温することでフィルタ再生制御を実行していたが、それ以外の方法でフィルタ３７を昇温してフィルタ再生制御を行うようにしてもよい。例えば、点火時期の遅角制御や、間欠的なリッチスパイクの実施によりフィルタ再生制御を行うことも可能である。いずれにせよ、フィルタ再生制御の実行中は、通常とは異なる状態でエンジン１１が運転されて、燃焼が不安定となり易くなる。

・上記実施形態における車両１０は、外部電源２９によりバッテリ２８を充電可能なプラグイン式のハイブリッド車両として構成されていたが、非プラグイン式のハイブリッド車両として同車両１０を構成してもよい。また、同車両１０を、エンジンを走行用の駆動源として用いず、発電のためだけに用いるシリーズ型のハイブリッド車両として構成してもよい。

１０…車両（ハイブリッド車両）、１１…エンジン、１２…第１発電電動機（発電機、電動機）、１３…第２発電電動機（発電機、電動機）、２８…バッテリ、３７…フィルタ、３８…エンジン制御装置、３９…車両制御装置。

Claims

車両に搭載されたエンジンと、
前記車両の駆動源となる電動機と、
前記エンジンの排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記エンジンを稼働した状態で走行するＨＶ走行と前記エンジンの稼働を停止した状態で走行するＥＶ走行とを切り替え可能に前記車両の走行制御を行う車両制御装置と、
前記フィルタに堆積した微粒子物質を浄化するためのエンジン制御であるフィルタ再生制御を実行するエンジン制御装置と、
を備えており、
前記エンジン制御装置は、車両起動後の前記エンジンの始動回数が１回である場合には既定の第１条件の成立を前記フィルタ再生制御の実行の要件とし、前記始動回数が２回以上である場合には前記第１条件よりも成立し易い第２条件の成立を前記フィルタ再生制御の実行の要件とする
ハイブリッド車両。
車両に搭載されたエンジンと、
前記車両の駆動源となる電動機と、
前記電動機に電力を供給するバッテリと、
前記エンジンの動力を受けて前記バッテリに充電する電力を発電する発電機と、
前記エンジンの排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記バッテリの蓄電量の低下を抑制するＣＳ（Charge Sustaining）モード、及び前記バッテリの電力を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードを含む複数の制御モードのうちから何れかの制御モードを選択し、その選択した制御モードに応じて前記車両を制御する車両制御装置と、
前記フィルタに堆積した微粒子物質を浄化するためのエンジン制御であるフィルタ再生制御を行うエンジン制御装置と、
を備えており、
前記エンジン制御装置は、前記ＣＤモードの選択時には既定の第１条件の成立を前記フィルタ再生制御の実行の要件とし、前記ＣＳモードの選択時には前記第１条件よりも成立し易い第２条件の成立を前記フィルタ再生制御の実行の要件とする
ハイブリッド車両。
前記エンジン制御装置は、前記エンジンの運転状態の計測結果から得られる既定のパラメータに基づき前記第１条件及び前記第２条件の成立の有無を判定し、前記第２条件が成立となる前記パラメータの値の範囲は、前記第１条件が成立となる値の範囲よりも広い範囲となっている
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
前記エンジン制御装置は、前記エンジンの始動後の時間の経過に応じて値が加増されるパラメータに基づき前記第１条件及び前記第２条件の成立の有無を判定し、前記第２条件が成立となる前記パラメータの下限値は、前記第１条件が成立となる前記パラメータの下限値よりも小さい値である
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
前記第１条件は、前記エンジンの始動後の経過時間が既定の第１時間以上であることをもって成立となり、前記第２条件は、前記経過時間が前記第１時間よりも短い第２時間以上であることをもって成立となる
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。