JP6673139B2

JP6673139B2 - ハイブリッド自動車

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Publication number: JP6673139B2
Application number: JP2016204932A
Authority: JP
Inventors: 明日香角田; 鈴木　孝; 孝鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: CN107972658A; JP2018065448A; CN107972658B; DE102017217895A1; US20180106206A1; US10309329B2

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を有する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、排気通路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や発電機，モータ，バッテリを備えるものにおいて、フィルタの再生が要求されるときには、バッテリの残存容量（ＳＯＣ）の制御範囲を拡大し、バッテリのＳＯＣを拡大前の制御範囲の下限値よりも減少させた後に拡大前の制御範囲の上限値よりも増加させて、その後にエンジンの燃料噴射を停止してフィルタを再生するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。フィルタの再生は、フィルタの温度が再生に適した再生可能温度範囲内のときに、エンジンの燃料噴射を停止してフィルタに酸素を含む空気を供給して粒子状物質を燃焼させることにより、行なわれる。上述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、ＳＯＣの制御範囲を拡大してバッテリのＳＯＣを減少させることにより、バッテリのＳＯＣを減少させないものに比して、その後のエンジンの作動時間を長くし、フィルタの温度の再生可能温度範囲までの上昇に必要なエンジンの作動時間を確保し、フィルタを速やかに再生できるようにしている。

特開２０１５−２０２８３２号公報

上述のハイブリッド自動車では、フィルタの再生の要求に応じてエンジンの燃料噴射を停止したときに、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場合が生じる。

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンの排気系に取り付けられて粒子状物質を除去するフィルタが過熱するの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、
走行用のモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が所定堆積量以上のときにおいて、前記フィルタの温度が所定温度未満のときには、前記エンジンの燃料カットを許可し、前記フィルタの温度が前記所定温度以上のときには、前記エンジンの燃料カットを禁止する、
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、エンジンの排気系に取り付けられて粒子状物質を除去するフィルタの粒子状物質の堆積量が所定堆積量以上のときにおいて、フィルタの温度が所定温度未満のときには、エンジンの燃料カットを許可し、フィルタの温度が所定温度以上のときには、エンジンの燃料カットを禁止する。ここで、「所定堆積量」は、フィルタの再生が必要であると判断できる堆積量である。「所定温度」は、フィルタの再生可能温度よりも高く、且つ、エンジンの燃料カットを行なうとフィルタが過熱する可能性があると判断できる温度である。本発明のハイブリッド自動車では、フィルタの温度が所定温度未満のときには、エンジンの燃料カットの許可に応じて燃料カットを行なうことにより、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てフィルタを再生することができる。一方、フィルタの温度が所定温度以上のときには、エンジンの燃料カットを禁止してエンジンの運転（燃料噴射）を継続することにより、粒子状物質の燃焼によるフィルタの温度上昇を抑制し、フィルタが過熱するのを抑制することができる。なお、一般に、フィルタの温度が再生可能温度未満のときには、エンジンを比較的高負荷で運転して、フィルタの温度を再生可能温度以上に上昇させる。エンジンを比較的高負荷で運転する際には、空燃比がリッチとリーンとで繰り返されるようにエンジンの燃料噴射制御を行なう（いわゆるディザ制御を行なう）ものとしてもよい。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記エンジンからの動力を用いて発電すると共に前記蓄電装置と電力をやりとりする発電機を備え、前記制御装置は、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が前記所定堆積量以上で且つ前記フィルタの温度が前記所定温度以上のときにおいて、前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合未満のときには、前記エンジンを負荷運転または無負荷運転し、前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定割合以上のときには、前記エンジンを無負荷運転する、ものとしてもよい。したがって、蓄電装置の蓄電割合が所定割合以上のときには、エンジンを負荷運転しないことにより、蓄電装置が充電されるのを抑制し、蓄電装置が過充電になるのを抑制することができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記所定温度は、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が多いときには少ないときよりも低くなるように設定される、ものとしてもよい。これは、発明者らが、実験や解析により、フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が多いほどフィルタの温度が低いときでもフィルタが過熱しやすい（何らかの異常が生じやすい）ことを見出したためである。

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記フィルタは、粒子状物質を除去するための基材に排気浄化用の触媒が取り付けられて一体に形成される、ものとしてもよい。この場合、上述の制御によってフィルタが過熱するのを抑制することにより、基材や触媒をより保護することができる。

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。実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される許否ルーチンの一例を示すフローチャートである。閾値設定用マップの一例を示す説明図である。ＰＭ堆積量Ｑｐｍやエンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の排気系の酸素濃度，フィルタ温度Ｔｆ，エンジン２２の燃料カットの有無の時間変化の様子の一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０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いる。このエンジン２２の排気系には、粒子状物質除去フィルタ（以下、「ＰＭフィルタ」という）２５が取り付けられている。ＰＭフィルタ２５は、セラミックスやステンレスなどにより形成された多孔質の基材２５ａに貴金属を有する触媒２５ｂが取り付けられて（塗布されて）一体に形成されており、排気中の、煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を除去すると共に未燃焼燃料や窒素酸化物も除去する。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によって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に入力される信号される信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３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図示しない水温センサからの冷却水温Ｔｗ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も挙げることができる。さらに、排気系の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２５ｃ，２５ｄからの圧力Ｐ１，Ｐ２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から出力される信号としては、例えば、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制御信号や燃料噴射弁への駆動制御信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動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。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３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。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、圧力センサ２５ｃ，２５ｄ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（推定）したり、エンジン２２の運転状態（回転数Ｎｅおよび体積効率ＫＬ）に基づいて、ＰＭフィルタ２５の温度としてのフィルタ温度Ｔｆを演算（推定）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、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。

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と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。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，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からの相電流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の図示しない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を介してインバータ４１，４２と接続されている。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によって管理されている。

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，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の端子間に設置された電圧センサ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の容量の割合である。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容充放電電力である。

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，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は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，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（運転や回転中の燃料カット）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（運転停止）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走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、基本的に、以下の走行制御が行なわれる。ＨＶＥＣＵ７０は、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）要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルク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（駆動軸３６に要求される）要求パワーＰｄ＊を計算し、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される（エンジン２２に要求される）要求パワーＰｅ＊を計算する。続いて、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊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＊および目標トルク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＊および目標トルク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、この目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊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，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。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、基本的に、以下の走行制御が行なわれる。ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルク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の範囲内で要求トルク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。

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の再生が必要であるときの動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される許否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、ＨＶ走行モードのときに繰り返し実行される。

許否ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＰＭフィルタ２５に堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍや、ＰＭフィルタ２５の温度としてのフィルタ温度Ｔｆ，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、ＰＭ堆積量Ｑｐｍは、圧力センサ２５ｃ，２５ｄからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいて演算（推定）されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。フィルタ温度Ｔｆは、エンジン２２の運転状態に基づいて演算（推定）されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ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演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から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ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｑｐｍｒｅｆは、ＰＭフィルタ２５の再生が必要であると判断できるＰＭ堆積量Ｑｐｍである。ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ未満のときには、ＰＭフィルタ２５の再生は必要でないと判断し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０でＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときには、ＰＭフィルタ２５の再生が必要であると判断し、ＰＭ堆積量Ｑｐｍに基づいて閾値Ｔｆｒｅｆを設定し（ステップＳ１２０）、フィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｆｒｅｆは、過熱温度Ｔｆｏｔよりも低い温度であり、この閾値Ｔｆｒｅｆの設定方法については後述する。過熱温度Ｔｆｏｔは、ＰＭフィルタ２５が過熱していると判断できるフィルタ温度Ｔｆであり、ＰＭフィルタ２５に何らかの異常（例えば、基材２５ａや触媒２５ｂの損傷）が生じる可能性がある温度やそれよりも若干低い温度として定められる。ステップＳ１３０でフィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ未満のときには、ＰＭフィルタ２５を再生するためのエンジン２２の燃料カットを許可して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。この場合、フィルタ温度Ｔｆが再生可能温度Ｔｆｒｅｇ未満のときには、エンジン２２を比較的高負荷で運転して、フィルタ温度Ｔｆを再生可能温度Ｔｆｒｅｇ以上に上昇させる。また、フィルタ温度Ｔｆが再生可能温度Ｔｆｒｅｇ以上のときには、エンジン２２の燃料噴射を停止して（燃料カットを行なって）ＰＭフィルタ２５に空気（酸素）を供給し、ＰＭフィルタ２５に堆積した粒子状物質を燃焼させることにより、ＰＭフィルタ２５の再生を行なう。なお、エンジン２２を比較的高負荷で運転するときには、空燃比がリッチとリーンとで繰り返されるようにエンジン２２の燃料噴射制御を行なう（いわゆるディザ制御を行なう）ものとしてもよい。また、エンジン２２の燃料カットを行なうときには、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。

ここで、閾値Ｔｆｒｅｆについて説明する。閾値Ｔｆｒｅｆは、エンジン２２の燃料カットを行なってＰＭフィルタ２５に空気（酸素）を供給すると、粒子状物質の燃焼によりフィルタ温度Ｔｆが過熱温度Ｔｆｏｔ以上に上昇する可能性がある温度である。この閾値Ｔｆｒｅｆは、実施例では、ＰＭ堆積量Ｑｐｍと閾値Ｔｆｒｅｆとの関係を予め定めて閾値設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが与えられると、マップから対応する閾値Ｔｆｒｅｆを導出して設定するものとした。閾値設定用マップの一例を図３に示す。なお、図３では、参考のために、過熱温度Ｔｆｏｔや再生可能温度Ｔｆｒｅｇｆについても図示した。閾値Ｔｆｒｅｆは、図示するように、過熱温度Ｔｆｏｔよりも低く且つ再生可能温度Ｔｆｒｅｇよりも高い範囲内で、過熱温度Ｔｆｏｔと同様に、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが多いときには少ないときよりも低くなるように設定される。より詳細には、過熱総定温度Ｔｆｈｉは、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが多いほど低くなるように設定される。これは、発明者らが、実験や解析により、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが多いほどフィルタ温度Ｔｆが低いときでもＰＭフィルタ２５に何らかの異常が生じやすくなることを見出したためである。

ステップＳ１２０でフィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の燃料カットを禁止する（ステップＳ１５０）。そして、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｓｒｅｆは、例えば、バッテリ５０の通常の制御範囲の上限などとして定められ、例えば、６５％や７０％，７５％などを用いることができる。

バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以下のときには、エンジン２２の負荷運転および無負荷運転（アイドル運転）を許可して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。この場合、要求パワーＰｅ＊に応じてエンジン２２を負荷運転または無負荷運転する（要求パワーＰｅ＊が小さくてもエンジン２２の燃料カットを行なわない）。

バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２の無負荷運転のみを許可して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。この場合、要求パワーＰｅ＊に拘わらずにエンジン２２を無負荷運転する（エンジン２２の燃料カットを行なわない）。これにより、エンジン２２を負荷運転するものに比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加を抑制することができ、バッテリ５０が過充電となるのを抑制することができる。

このように、フィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の燃料カットを禁止してエンジン２２を負荷運転または無負荷運転するから、エンジン２２の燃料カットによってフィルタ温度Ｔｆが過熱温度Ｔｆｏｔ以上に上昇する、という事象が生じるのをより抑制することができる。これにより、ＰＭフィルタ２５の過熱を抑制し、ＰＭフィルタ２５（基材２５ａや触媒２５ｂ）をより保護することができる。

図４は、ＰＭ堆積量Ｑｐｍやエンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の排気系の酸素濃度，フィルタ温度Ｔｆ，エンジン２２の燃料カットの有無の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線は実施例を示し、一点鎖線は比較例を示す。比較例としては、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときに、フィルタ温度Ｔｆが再生可能温度Ｔｆｒｅｇ以上であれば閾値Ｔｆｒｅｆ未満か否かに拘わらずにエンジン２２の燃料カットを行なう場合を考えるものとした。比較例では、図中一点鎖線に示すように、時刻ｔ１にＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上になったときに、エンジン２２の燃料カットを実行する。このため、エンジン２２の排気系の酸素濃度が上昇して粒子状物質の燃焼により、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが減少するものの、フィルタ温度Ｔｆが過熱温度Ｔｆｏｔ以上に上昇している。一方、実施例では、図中実線に示すように、時刻ｔ１にＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上になったときに、フィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の燃料カットを行なわない（負荷運転または無負荷運転を行なう）。これにより、フィルタ温度Ｔｆが過熱温度Ｔｆｏｔ以上に至るのを抑制することができる。この結果、ＰＭフィルタ２５の過熱を抑制し、ＰＭフィルタ２５（基材２５ａや触媒２５ｂ）をより保護することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上のときにおいて、フィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ未満のときには、エンジン２２の燃料カットを許可し、フィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の燃料カットを禁止する。これにより、前者の場合には、ＰＭフィルタ２５の再生を行なうことができ、後者の場合には、ＰＭフィルタ２５の過熱を抑制し、ＰＭフィルタ２５（基材２５ａや触媒２５ｂ）をより保護することができる。

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以上で且つフィルタ温度Ｔｆが閾値Ｔｆｒｅｆ以上のときにおいて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、エンジン２２の負荷運転および無負荷運転（アイドル運転）を許可し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆよりも大きいときには、エンジン２２の無負荷運転のみを許可するものとした。しかし、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに拘わらずに、エンジン２２の負荷運転および無負荷運転（アイドル運転）を許可したりエンジン２２の無負荷運転のみを許可したり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、閾値Ｔｆｒｅｆは、過熱温度Ｔｆｏｔよりも低く且つ再生可能温度Ｔｆｒｅｇよりも高い範囲内で、ＰＭ堆積量Ｑｐｍが多いときには少ないときよりも低くなるように設定されるものとした。しかし、閾値Ｔｆｒｅｆは、再生可能温度Ｔｆｒｅｇよりも高い範囲内で一律の値が用いられ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は、粒子状物質を除去するための基材２５ａに排気浄化用の触媒２５ｂが取り付けられて一体に形成されるものとした。しかし、ＰＭフィルタは、粒子状物質を除去するものとして形成され、ＰＭフィルタとは別に（エンジン２２の排気系におけるＰＭフィルタの上流側または下流側に）、排気浄化用の触媒を有する浄化装置が設けられ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、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、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一部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。

実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続し更にモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０との間で電力をやりとりするハイブリッド自動車２０に本発明を適用するものとした。しかし、エンジンと、走行用のモータと、モータと電力をやりとりする蓄電装置と、を備えるハイブリッド自動車であれば、如何なる構成のハイブリッド自動車に本発明を適用するものとしてもよい。例えば、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０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１２９を介してエンジン２２を接続し更にモータＭＧとバッテリ５０との間で電力をやりとりするハイブリッド自動車１２０に本発明を適用するものとしてもよい。また、駆動輪に連結された駆動軸に走行のモータを接続すると共にエンジンの出力軸に発電機を接続し更に発電機やモータとバッテリとの間で電力をやりとりするいわゆるシリーズハイブリッド自動車に本発明を適用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ＭＧ２が「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。

２０，１２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３クランクポジションセンサ、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基材、２５ｂ触媒、２５ｃ，２５ｄ圧力センサ、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、４６コンデンサ、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、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、１２９クラッチ、１３０変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

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、
走行用のモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記エンジンと前記モータとを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が所定堆積量以上のときにおいて、前記フィルタの温度が所定温度未満のときには、前記エンジンの燃料カットを許可し、前記フィルタの温度が前記所定温度以上のときには、前記エンジンの燃料カットを禁止し、更に、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が前記所定堆積量以上で且つ前記フィルタの温度が前記所定温度以上で且つ前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合よりも大きいときには、前記エンジンの燃料カットを禁止しつつ前記エンジンを無負荷運転し、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が前記所定堆積量以上で且つ前記フィルタの温度が前記所定温度以上で且つ前記蓄電装置の蓄電割合が前記所定割合以下のときには、前記エンジンの燃料カットを禁止しつつ前記エンジンを負荷運転または無負荷運転し、
前記所定温度は、前記フィルタの再生可能温度よりも高く、且つ、前記エンジンの燃料カットを行なうと前記フィルタが過熱する可能性があると判断できる温度である、
ハイブリッド自動車。
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記無負荷運転は、アイドル運転である、
ハイブリッド自動車。
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記所定温度は、前記フィルタの粒子状物質の堆積量が多いときには少ないときよりも低くなるように設定される、
ハイブリッド自動車。
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、
前記フィルタは、粒子状物質を除去するための基材に排気浄化用の触媒が取り付けられて一体に形成される、
ハイブリッド自動車。