JP7103169B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
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    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、排気系に粒子状物質を除去するフィルタが取り付けられたエンジンを備えるハイブリッド自動車に関する。
従来、この種のハイブリッド自動車としては、排気系に粒子状物質を除去するフィルタが取り付けられたエンジンと、エンジンの出力軸に接続されたモータと、モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車において、フィルタの再生を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、フィルタの再生が要求されるときには、フィルタの再生が要求されないときよりもバッテリの残存容量の制御範囲を拡大し、残存容量を制御範囲の拡大前の下限値よりも減少させてから制御範囲の拡大前の上限値よりも増加させ、その後に、エンジンの燃料噴射を停止させると共にモータによりエンジンをモータリングする。エンジンの燃料噴射を停止すると、フィルタに酸素を含む空気が供給されて粒子状物質が燃焼することにより、フィルタの再生が行なわれる。
特開２０１５－２０２８３２号公報
上述のハイブリッド自動車において、フィルタの再生を行なうために、エンジンの燃料噴射を停止すると、フィルタに堆積した粒子状物質の燃焼によるフィルタの温度上昇により、フィルタが過熱する可能性がある。
本発明のハイブリッド自動車は、フィルタの過熱を抑制することを主目的とする。
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のハイブリッド自動車は、
排気系に粒子状物質を除去するフィルタが取り付けられたエンジンと、
第１モータと、
前記エンジンと前記第１モータと車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において前記第１モータ、前記エンジン、前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
アクセルオフ時には、燃料噴射を停止した前記エンジンの前記第１モータによるモータリングおよび／または前記第２モータの回生駆動により車両に制動力を作用させる制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、アクセルオフ時に、前記フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量が所定量以上のときには、燃料噴射を停止した前記エンジンの前記第１モータによるモータリングを制限する、
ことを要旨とする。
この本発明のハイブリッド自動車では、アクセルオフ時には、燃料噴射を停止したエンジンの第１モータによるモータリングおよび／または第２モータの回生駆動により車両に制動力を作用させる。そして、アクセルオフ時に、フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量が所定量以上のときには、燃料噴射を停止したエンジンの第１モータによるモータリングを制限する。これにより、アクセルオフ時に、フィルタに供給される空気量を制限することができるから、フィルタに堆積した粒子状物質の燃焼によるフィルタの温度上昇を抑制し、フィルタの過熱を抑制することができる。
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、アクセルオフ時に、前記堆積量が前記所定量以上のときには、前記エンジンを自立運転するものとしてもよい。こうすれば、フィルタの過熱をより抑制することができる。この場合、前記制御装置は、アクセルオフ時に前記堆積量が前記所定量以上のときには、前記エンジンを自立運転すると共に前記許容入力電力の範囲内で前記第２モータの回生駆動を行なうものとしてもよい。こうすれば、蓄電装置に過大な電力が入力されるのを抑制しつつ車両に制動力を作用させることができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記堆積量が前記所定量以上のときには、シフトポジションとして、アクセルオフ時の要求制動力をドライブポジションよりも大きくするブレーキポジションの選択を禁止するものとしてもよい。また、前記制御装置は、前記堆積量が前記所定量以上のときには、シフトポジションとして、アクセルオフ時の要求制動力を複数段階に変更するシーケンシャルシフトの選択を禁止するものとしてもよい。これらのようにすれば、車両に大きい制動力が要求されないようにすることができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記エンジンを運転する際に、前記堆積量が前記所定量以上のときには、空燃比がリーンとなるように前記エンジンを制御するものとしてもよい。こうすれば、エンジンの運転中に、フィルタに空気（酸素）を供給してフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させることができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、メンテナンスモードでのアクセルオフ時に、前記堆積量が所定量以上のときには前記堆積量が前記所定量未満のときに比して前記第１モータによる前記エンジンのモータリングを制限するものとしてもよい。メンテナンスモードでは、運転者（例えばディーラの作業者）がそのことを認識しているから、アクセルオフ時に第１モータによるエンジンのモータリングを制限しても、運転者が違和感を感じる可能性が低いと考えられる。
本発明の一実施例として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により実行される制御ルーチンの一例を示す説明図である。 走行用トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 プラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。
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、本発明の一実施例として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、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０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おり、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。エンジン２２の排気系には、浄化装置２５と、粒子状物質除去フィルタ（以下、「ＰＭフィルタ」という）２５ｆと、が取り付けられている。浄化装置２５は、エンジン２２の排気中の未燃焼燃料や窒素酸化物を浄化する触媒２５ａを有する。ＰＭフィルタ２５ｆ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、排気中の煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕捉する。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。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ２３ｂからの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、エンジン２２の排気系のうち浄化装置２５よりも上流側に取り付けられた空燃比センサ２５ｂからの空燃比ＡＦや、エンジン２２の排気系のうち浄化装置２５よりも下流側に取り付けられた酸素センサ２５ｃからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。さらに、ＰＭフィルタ２５ｆの前後の差圧（上流側と下流側との差圧）を検出する差圧センサ２５ｇからの差圧ΔＰも挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。
エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、水温センサ２３ｂからの冷却水温Ｔｗなどに基づいて触媒２５ａの温度（触媒温度）Ｔｃを演算（推定）したりしている。また、エンジンＥＣＵ２４は、エアフローメータ（図示省略）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を演算している。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、差圧センサ２５ｇからの差圧ΔＰに基づいて、ＰＭフィルタ２５ｆに堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬに基づいて、ＰＭフィルタ２５ｆの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おり、サンギヤと、リングギヤと、それぞれサンギヤおよびリングギヤに噛合する複数のピニオンギヤと、複数のピニオンギヤを自転（回転）かつ公転自在に支持するキャリヤとを有する。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。したがって、モータＭＧ１、エンジン２２、駆動軸３６およびモータＭＧ２は、プラネタリギヤ３０の共線図においてこの順に並ぶようにプラネタリギヤ３０の３つの回転要素としてのサンギヤ、キャリヤ、リングギヤに接続されていると言える。
モータＭＧ１は、例えば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、例えば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。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によってインバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
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を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、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、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。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の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。
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。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力量の割合であり、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である。
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、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。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、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を挙げることができる。また、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や、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、車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、各種情報を表示するディスプレイ８９への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、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いる。
ここで、シフトポジションＳＰとしては、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）や、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進走行用の通常のドライブポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時の要求制動力をＤポジションよりも大きくするブレーキポジション（Ｂポジション）、アクセルオフ時の要求制動力をＤポジションよりも大きい範囲内で複数段階（例えば６段階）に変更するシーケンシャルポジション（Ｓポジション）などが用意されている。このＳポジションでは、仮想的な有段変速機による変速感を運転者に与えることができる。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の回転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の回転停止を伴って走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。
ＨＶ走行モードでアクセルオンのときには、ＨＶＥＣＵ７０は、シフトポジションＳＰとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）走行用トルクＴｄ＊を設定し、設定した走行用トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄ＊を計算する。続いて、走行用パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を演算し、演算した目標パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で走行用トルクＴｄ＊（走行用パワーＰｄ＊）が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の運転制御（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のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ＨＶ走行モードでアクセルオフのときの制御については後述する。
ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行用トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で走行用トルクＴｄ＊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＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２の制御については上述した。
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶ走行モードでアクセルオンのときに、ＰＭフィルタ２５ｆを再生するためのフィルタ再生条件が成立しているときには、フィルタ再生条件が成立していないときに比して空燃比をリーンとしてエンジン２２を運転する。これにより、ＰＭフィルタ２５ｆに空気（酸素）が供給されてＰＭフィルタ２５ｆに堆積した粒子状物質が燃焼し、ＰＭフィルタ２５ｆの再生が行なわれる。ここで、フィルタ再生条件としては、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上で且つＰＭフィルタ２５ｆのフィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上である条件が用いられる。閾値Ｑｐｍｒｅｆは、ＰＭフィルタ２５ｆの再生が必要であるか否かを判断するための閾値であり、例えば、３ｇ／Ｌや４ｇ／Ｌ、５ｇ／Ｌなどが用いられる。閾値Ｔｆｒｅｆは、フィルタ温度ＴｆがＰＭフィルタ２５ｆの再生に適した再生可能温度に至っているか否かを判断するための閾値であり、例えば、５８０℃や６００℃、６２０℃などが用いられる。
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、ＨＶ走行モードでアクセルオフのときの動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される制御ルーチンの一例を示す説明図である。このルーチンは、ＨＶ走行モードでアクセルオフのときに繰り返し実行される。
図２の制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、ＰＭ堆積量Ｑｐｍを入力し（ステップＳ１００）、入力したＰＭ堆積量Ｑｐｍを上述の閾値Ｑｐｍｒｅｆと比較する（ステップＳ１１０）。ここで、ＰＭ堆積量Ｑｐｍは、エンジンＥＣＵ２４により演算された値を通信により入力するものとした。
ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ未満のときには、シフトポジションＳＰや車速Ｖ、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを入力する（ステップＳ１２０）。ここで、シフトポジションＳＰは、シフトポジションセンサ８２により検出された値を入力するものとした。車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値を入力するものとした。バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、バッテリＥＣＵ５２により演算された値を通信により入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションＳＰと車速Ｖとに基づいて走行用トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、走行用トルクＴｄ＊は、実施例では、シフトポジションＳＰと車速Ｖと走行用トルクＴｄ＊との関係を予め定めて走行用トルク設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、シフトポジションＳＰと車速Ｖとが与えられると、このマップから対応する走行用トルクＴｄ＊を導出して設定するものとした。図３は、走行用トルク設定用マップの一例を示す説明図である。走行用トルクＴｄ＊は、図示するように、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ異常の領域では、負の範囲内で、シフトポジションＳＰがＢポジションやＳポジションのときにＤポジションのときに比して小さくなるように（絶対値としては大きくなるように）且つＳポジションのときには変速段が低速段側ほど小さくなるように設定される。
続いて、バッテリ５０の入力制限ＷｉｎとシフトポジションＳＰとに基づいてバッテリ５０の制御用入力制限Ｗｉｎ＊を設定する（ステップＳ１４０）。この処理では、シフトポジションＳＰがＤポジションのときには、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを制御用入力制限Ｗｉｎ＊に設定し、シフトポジションＳＰがＢポジションやＳポジションのときには、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに値１よりも小さい補正係数ｋｂ，ｋｓを乗じた値を制御用入力制限Ｗｉｎ＊に設定する。なお、補正係数ｋｓとしては、一律の値を用いるものとしてもよいし、変速段が低速段側であるほど小さい値を用いるものとしてもよい。
そして、バッテリ５０の制御用入力制限Ｗｉｎ＊の範囲内で走行用トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ１５０）、エンジン２２の燃料カット指令または自立運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。エンジンＥＣＵ２４は、燃料カット指令を受信すると、エンジン２２の燃料噴射制御および点火制御を停止し、自立運転指令を受信すると、エンジン２２が自立運転されるようにエンジン２２の運転制御を行なう。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の制御については上述した。
実施例では、走行用パワーＰｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて得られる走行用パワーＰｄ＊がバッテリ５０の制御用入力制限Ｗｉｎ＊の範囲内のときには、エンジン２２を自立運転すると共にモータＭＧ２の回生駆動により走行用トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力し、走行用パワーＰｄ＊がバッテリ５０の制御用入力制限Ｗｉｎ＊の範囲外のときには、燃料噴射を停止したエンジン２２のモータＭＧ１によるモータリングとモータＭＧ２の回生駆動とにより走行用トルクＴｄ＊を駆動軸３６に出力するものとした。
図４は、プラネタリギヤ３０の共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるプラネタリギヤ３０のサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるプラネタリギヤ３０のキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸は駆動軸３６の回転数ＮｄおよびモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるプラネタリギヤ３０のリングギヤの回転数を示す。また、図中、「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を示す。モータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングとモータＭＧ２の回生駆動とを行なう場合、図３から分かるように、モータＭＧ１，ＭＧ２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動したときに、駆動軸３６には、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクＴｍ２＊と、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（－Ｔｍ１＊／ρ）とが出力される。モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊は、エンジン２２の回転数Ｎｅを大きくするほど大きくなる。これは、エンジン２２の回転数Ｎｅが大きいほどそのフリクションが大きくなるためである。そして、上述したように、シフトポジションＳＰがＢポジションやＳポジションのときには、Ｄポジションのときに比して、走行用トルクＴｄ＊の絶対値が大きくなり且つ制御用入力制限Ｗｉｎ＊の絶対値が小さくなるから、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の絶対値が小さくなると共に、エンジン２２の回転数ＮｅおよびモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊の絶対値が大きくなる。
ステップＳ１１０でＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときには、シフトポジションＳＰとしてＢポジションやＳポジションの選択を禁止する（ステップＳ１７０）。そして、車速Ｖやバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを入力し（ステップＳ１８０）、シフトポジションＳＰがＤポジションであるとして車速Ｖと図３の走行用トルク設定用マップとを用いて走行用トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１９０）。
続いて、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを制御用入力制限Ｗｉｎ＊に設定し（ステップＳ２００）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ＊の範囲内で走行用トルクＴｄ＊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＊を設定し（ステップＳ２１０）、エンジン２２の自立運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。
このようにエンジン２２を自立運転することにより、エンジン２２の燃料カットを行なうものに比して、ＰＭフィルタ２５ｆに供給される空気量を少なくすることができるから、ＰＭフィルタ２５ｆに堆積した粒子状物質の燃焼によるＰＭフィルタ２５ｆの温度上昇を抑制することができ、ＰＭフィルタ２５ｆの過熱を抑制することができる。なお、この場合、エンジン２２を自立運転し、エンジン２２の燃料カットおよびモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを行なわないから、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの絶対値が小さいほどモータＭＧ２の回生パワーが小さくなり、車両の制動力が小さくなる。運転者がある程度大きい制動力（減速度）を所望しているときに車両の制動力が小さいと、運転者に違和感を与える可能性があることから、実施例では、シフトポジションＳＰとしてＢポジションやＳポジションの選択を禁止するものとした。シフトポジションＳＰとしてＢポジションやＳポジションの選択を禁止した旨をディスプレイ８９に表示するなどして運転者に報知するのが好ましい。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時にＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を自立運転する。これにより、エンジン２２の燃料カットおよびモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを行なうものに比して、ＰＭフィルタ２５ｆに供給される空気量を少なくすることができるから、ＰＭフィルタ２５ｆに堆積した粒子状物質の燃焼によるＰＭフィルタ２５ｆの温度上昇を抑制することができ、ＰＭフィルタ２５ｆの過熱を抑制することができる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時にＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときには、シフトポジションＳＰとしてＢポジションやＳポジションの選択を禁止するものとしたが、これらの選択を禁止し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、アクセルオフ時において、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときには、エンジン２２を自立運転するものとしたが、燃料噴射を停止したエンジン２２ののモータＭＧ１によるモータリングを制限するものであればよく、例えば、エンジン２２の燃料カットを行なうと共にＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ未満のときに比してエンジン２２が小さい回転数で回転するようにモータＭＧ１によりエンジン２２をモータリング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堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときにおいて、アクセルオンでフィルタ再生条件が成立しているときに、空燃比をリーンとしてエンジン２２を運転することにより、ＰＭフィルタ２５ｆに堆積した粒子以上物質を燃焼させてＰＭフィルタ２５ｆを再生させたり、アクセルオフのときに、エンジン２２を自立運転することにより、エンジン２２の燃料カットを行なうものに比してＰＭフィルタ２５ｆの過熱を抑制したりするものとした。しかし、こうした制御をディーラーなどでメンテナンスモードが設定されたときにだけ行なうものとしてもよい。メンテナンスモードでは、運転者（例えばディーラの作業者）がそのことを認識しているから、アクセルオフ時に、エンジン２２を自立運転しても（エンジン２２の燃料カットおよびモータＭＧ１によるエンジン２２のモータリングを行なわなくても）、更にこれにより車両の制動力が低下しても、運転者が違和感を感じる可能性が低いと考えられる。なお、この場合、メンテナンスモードが設定されていないときには、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上でのアクセルオフ時に、エンジン２２の燃料カットを行なうの許容することになる。このため、エンジン２２を運転する際に、エンジン２２の出力（目標パワーＰｅ＊）を制限してフィルタ温度Ｔｆをある程度低くしておくことにより、その後にエンジン２２の燃料カットを行なったときのＰＭフィルタ２５ｆの過熱を抑制することが考えられる。
実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰとして、ＤポジションやＢポジション、Ｓポジションなどが用意されているものとしたが、ＢポジションおよびＳポジションのうちの少なくとも一方が用意されてい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、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、バッテリ５０に代えて、キャパシタを用い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ＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
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、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」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、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ａ クランクポジションセンサ、２３ｂ 水温センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 浄化装置、２５ａ 触媒、２５ｂ 空燃比センサ、２５ｃ 酸素センサ、２５ｆ ＰＭフィルタ、２５ｇ 差圧センサ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５７ 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 ディスプレイ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

  1. 排気系に粒子状物質を除去するフィルタが取り付けられたエンジンと、
    第１モータと、
    前記エンジンと前記第１モータと車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において前記第１モータ、前記エンジン、前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
    前記駆動軸に接続された第２モータと、
    前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
    アクセルオフ時には、燃料噴射を停止した前記エンジンの前記第１モータによるモータリングおよび／または前記第２モータの回生駆動により車両に制動力を作用させる制御装置と、
    を備えるハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、メンテナンスモードでのアクセルオフ時に、前記フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量が所定量以上のときには、前記エンジンを自立運転し、前記メンテナンスモード以外での前記アクセルオフ時に、前記堆積量が前記所定量以上のときには、前記エンジンの燃料カットを行なう、
    ハイブリッド自動車。
  2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記堆積量が前記所定量以上のときには、シフトポジションとして、アクセルオフ時の要求制動力をドライブポジションよりも大きくするブレーキポジションの選択を禁止する、
    ハイブリッド自動車。
  3. 請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記堆積量が前記所定量以上のときには、シフトポジションとして、アクセルオフ時の要求制動力を複数段階に変更するシーケンシャルシフトの選択を禁止する、
    ハイブリッド自動車。
  4. 請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記エンジンを運転する際に、前記堆積量が前記所定量以上のときには、空燃比がリーンとなるように前記エンジンを制御する、
    ハイブリッド自動車。
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