ハイブリッド車両のモータ制御装置
【課題】 ディーゼルエンジンを用いたハイブリッド車両のフィルタ強制再生時間の短縮を図り、燃費の向上を図る。
【解決手段】 ディーゼルエンジン１の排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ３３と、フィルタ３３を強制再生させる強制再生手段３５と、バッテリ６の充電状態に基づいてエンジン１の出力を電力に変換してバッテリ６を充電するバッテリ充電手段４１とをそなえ、強制再生の実行時には、エンジン１によるバッテリ６ヘの電力供給を禁止する。
【解決手段】 ディーゼルエンジン１の排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ３３と、フィルタ３３を強制再生させる強制再生手段３５と、バッテリ６の充電状態に基づいてエンジン１の出力を電力に変換してバッテリ６を充電するバッテリ充電手段４１とをそなえ、強制再生の実行時には、エンジン１によるバッテリ６ヘの電力供給を禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両のモータ制御装置に関し、特に排ガス中の微粒子を捕集するフィルタの強制再生時におけるモータの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）とを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両又はハイブリッド電気自動車が開発、実用化されている。このようなハイブリッド車両では、エンジンを専らモータの電力供給源（発電機）として用いるシリーズ式ハイブリッド車両や、エンジンの出力軸とモータの出力軸とを機械的に接続して、両方の駆動力により駆動輪を駆動し得るようにしたパラレル式ハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
このうちパラレル式ハイブリッド車両では、ドライバのアクセル踏込み量等の負荷情報と、エンジン回転数とから要求駆動トルクを求めるとともに、バッテリの残存容量（充電率）からエンジンとモータとの出力配分が設定されるようになっている。
ところで、パラレル式ハイブリッド車両のエンジンとしてディーゼルエンジを適用することが考えられる。この場合、ディーゼルエンジンの排気通路中に酸化触媒（ＤＯＣ）及びパティキュレート捕集用のフィルタ（以下、単にフィルタという）を設け、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）をフィルタで捕集するとともにフィルタに堆積したＰＭを酸化（燃焼）させてフィルタを連続再生するようにした技術が知られている。なお、以下では、粒子状物質をＰＭと表記するが、すす，パティキュレート及びスートと同一の意味である。
【０００４】
このような技術では、例えばフィルタの入口と出口との間の圧力差を検出する差圧センサを設け、この差圧センサで検出された差圧が所定値以上になると、フィルタが目詰まりを起こしているものと判定して、フィルタの強制再生が実行されるようになっている。
また、強制再生時には、膨張行程の後期又は排気行程の初期に追加燃料噴射（ポスト燃料噴射）を行い、この追加燃料のうちの未燃燃料（ＨＣ；炭化水素）を酸化触媒で酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱によりフィルタに流入する排ガス温度を上昇させる。そして、フィルタに流入する排ガス温度を高温化することでフィルタ内のＰＭを自己着火させてＰＭを燃焼させ、フィルタの強制再生を図っている（第１の従来技術）。
【０００５】
なお、特許文献１には、エンジン走行とモータ走行とを切り換えながら走行する通常走行モードと、エンジンのみで走行する特別走行モードとをそなえたハイブリッド自動車において、触媒が活性化していないときには走行モードを強制的に特別走行モードに切り換えるようにした技術が開示されている。そして、このような制御により、触媒温度の低下時に触媒温度を速やかに上昇させることができる（第２の従来技術）。
【特許文献１】特開２００１−１１５８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、パラレル式ハイブリッドではバッテリ残存容量が低下するとエンジンによりモータを駆動し、モータを発電機として作動させることによりバッテリを充電する場合がある。
しかしながら、上述の第１の従来技術では、停車中におけるバッテリの充電（以下、停車発電制御又は単に発電制御という）とフィルタの強制再生とが重なると、燃料の燃焼に酸素を消費してしまうため強制再生が促進されず強制再生時間が長くなり、燃費が悪化するという課題がある。つまり、モータを発電機としてエンジンにより駆動しているときには、エンジンの負荷が増大して燃料噴射量が増大し、空気過剰率が低下（つまりリッチ化）して、ほとんどの酸素が燃焼に用いられてしまう。このため排ガス内の酸素濃度が低下して、フィルタに供給される酸素量が低下し、フィルタ内におけるＰＭの燃焼（酸化）が促進されずに強制再生時間が長くなる。そして、強制再生時間が長引く分だけ燃費が悪化することになる。
【０００７】
また、特許文献１の技術（第２の従来技術）では、触媒が活性化していないときには走行モードを強制的にエンジンのみで走行する特別走行モードに切り換えている。しかしながら、この第２の従来技術は車両走行中の場合に適用される技術であって、車両の停車中に生じる上記課題の解決手段に関しては何ら開示されていない。
本発明は、このような要望に応えるべく創案されたもので、ハイブリッド車両の強制再生時間の短縮を図り燃費の向上を図るようにした、ハイブリッド車両のモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明のハイブリッド車両のモータ制御装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジンと、前記車両に搭載されたモータと、前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、前記強制再生手段による強制再生の実行時には、前記バッテリ充電手段による前記バッテリヘの電力供給を禁止する充電禁止手段とを備えていることを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
また、車両に搭載されたディーゼルエンジンと、前記車両に搭載されたモータと、前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、前記車両が停車中であり、前記強制再生手段による強制再生が実行中であり、且つ前記バッテリの充電率が所定値より高い場合には、前記モータにより前記ディーゼルエンジンの出力をアシストする強制再生時アシスト手段とを備えていることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
また、所定の停止条件を満たすと前記ディーゼルエンジンの運転を自動停止する自動停止手段と、前記強制再生が実行されているときは前記自動停止手段による運転停止を禁止する自動停止禁止手段とを備えていることを特徴としている（請求項３）。
また、前記ディーゼルエンジンの出力軸は、クラッチを介して前記モータの入力軸に接続されていることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハイブリッド車両のモータ制御装置によれば、停車時に強制再生が開始されるときには、バッテリの充電が禁止されるためエンジン負荷の増大を抑制できる。したがって、燃料噴射量が増大するような事態を回避でき、空気過剰率の低下を招く事がなく、排ガス中の酸素濃度の低下を防止できる。このため、強制再生時にフィルタに多量の酸素を供給でき、強制再生時間の短縮を図ることができる。そして、このように強制再生時間の短縮を図ることで、ポスト噴射を行う時間が短縮されて燃費の向上を図ることができる。
【００１２】
また、バッテリの充電率が所定値より高い場合には、モータによりディーゼルエンジンの出力がアシストされるので、エンジンの負荷がさらに低下して、空気過剰率をさらに高めることができる。これにより、排ガス中の酸素濃度が高められ、強制再生時にフィルタに供給される酸素量を増大させることができ再生時間の一層の低減を図ることができる。したがって、さらなる燃費の向上を図ることができる。
【００１３】
また、強制再生が実行されているときはエンジンの自動停止（アイドルストップ）が禁止されるので、フィルタの強制再生中のエンジン停止を確実に回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置について説明すると、図１は本発明が適用される車両のパワートレインを示す模式図である。図示するように、この車両は、駆動源８としてエンジン１と電動機（又はモータ／ジェネレータ、以下、単にモータという）２とを用いたパラレル式ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）であって、このエンジン１とモータ２との合計出力により車両が駆動されるようになっている。
【００１５】
また、エンジン１とモータ２との間には、エンジン１とモータ２との駆動力を断接しうるクラッチ３が設けられている。また、モータ２の出力側には、エンジン１及び／又はモータ２からの出力回転数を変速する変速機４が設けられている。つまり、この車両ではエンジン１、クラッチ３、モータ２、変速機４の順で各機器が直列に配設されており、エンジン１の出力軸は、クラッチ３を介してモータ２の入力軸に接続されている。そして、変速機４から出力された駆動力が駆動輪７に伝達されるようになっている。
【００１６】
また、モータ２にはインバータ５を介して充放電可能なバッテリ６が接続されており、このインバータ５の作動を制御することにより、モータ２の作動状態が制御されるようになっている。
このような構成により、クラッチ３を接続してモータ２を駆動することで、エンジン１の駆動力をモータ２の駆動力でアシストしながら走行することができる。また、インバータ５によりモータ２を発電機として機能させることで、エンジン２の駆動力で発電を行ってバッテリ６を充電したり、エンジンブレーキ相当の回生ブレーキを作用させて電力を回生したりすることができる。なお、クラッチ３を切断した状態で、モータ２がバッテリ６から電力供給を受けて力行することにより、モータ２の駆動力のみで駆動輪７を駆動することも可能である。
【００１７】
ところで、本実施形態では変速機４として自動変速機が適用されている。この自動変速機４は、シフトマップで設定された目標変速段となるように現在の変速段を切り換えるような有段式の自動変速機であって、特に、ここでは、平行２軸歯車式の手動変速機をベースにして図示しない複数のアクチュエータを作動させることにより変速段を切り換えるような自動変速機として構成されている。
【００１８】
このため、この変速機４には、上記図示しない複数のアクチュエータを有するギアシフトユニット（ＧＳＵ）９が付設されている（図２参照）。なお、変速機としてはこのような変速機以外にも、手動変速機を用いても良いし、トルクコンバータと遊星歯車機構とを組み合わせた自動変速機を用いても良い。
また、クラッチ３は変速段の切り換え時に自動的にクラッチの断接を行う自動クラッチであって、やはり図示しないクラッチアクチュエータが上記ＧＳＵ９と協調して作動することにより、クラッチ３の断接が実行されるようになっている。なお、変速機２にトルクコンバータを有する自動変速機が適用された場合には、このクラッチ３は省略可能である。
【００１９】
また、本実施形態においては、エンジン１はディーゼルエンジンとして構成されており、インジェクタ１０（図２参照）の駆動時間（即ち燃料噴射量）を制御することで、エンジン１の出力トルクが制御されるようになっている。
次に、図２を用いて本発明の要部について説明すると、上述のディーゼルエンジン１の排気通路３１には、上流側から順に排ガス中の成分を酸化させる酸化触媒３２と排ガス中のＰＭ（カーボンＣを主体とする粒子状物質）を捕集するフィルタ３３とが設けられている。
【００２０】
ここで、酸化触媒３２は、通常走行時は、排ガス中のＮＯをＮＯ2 に酸化し、このＮＯ2 を酸化剤としてフィルタ３３に供給するものである。そして、フィルタ３３ではこのＮＯ2 とＰＭとが反応することによりＰＭが燃焼して、フィルタ３３の連続再生が図られるようになっている。
また、強制再生時には、排ガス中の未燃燃料（ＨＣ）を酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱により高温となった排ガスをフィルタ３３に供給する機能を有している。そして、フィルタ３３に流入する排ガス温度を高温化することでフィルタ３３内のＰＭを自己着火させてＰＭを燃焼させ、フィルタ３３を強制的に再生させるようになっている。
【００２１】
ここで、詳細は図示しないが、フィルタ３３は、全体が多孔質材で形成されるとともに、上流側が開口し下流側が閉塞された第１通路と、上流側が閉塞され下流側が開口する第２通路とが交互に隣接して配設されている。これにより、フィルタ３３に供給された排ガスは、多孔質の壁部を介して第１通路から第２通路に流入し、このときに排ガス中のＰＭが壁部において捕集されるようになっている。また、排気通路３１上にはフィルタ３３の上流側（入口）と下流側（出口）との圧力差を検出する差圧センサ３４が設けられている。
【００２２】
一方、この車両には図２に示すように、ハイブリッドシステムを統括的に管理，制御するシステム管理手段（システムマネジメントユニット）１１が設けられており、上記の差圧センサ３４はこのシステム管理手段１１に設けられた強制再生手段３５に接続されている。ここで、この強制再生手段３５は、差圧センサ３４からの情報に基づいてフィルタ３３の上流側と下流側との差圧が所定値以上となると、所定量のＰＭがフィルタ３３に堆積してフィルタ３３が目詰まりを生じているものと判定して、フィルタ３３の強制再生を実行するものである。
【００２３】
そして、強制再生手段３５により強制再生が開始されると、後述のＥＣＵ１２から強制再生指令がインジェクタ１０に出力され、主燃料噴射の後に追加燃料噴射（ポスト噴射）が実行されるようになっている。このポスト噴射は、例えば排気行程において噴射されるものであって、このようなタイミングで燃料を噴射することにより、燃料がシリンダ内や排気通路等で燃焼することなく酸化触媒３２に達し、触媒３２において酸化（燃焼）が行なわれる。これにより、触媒３２の下流側にあるフィルタ３３が熱せられて、ＰＭが酸化可能な温度（６００℃）までフィルタ３３が昇温されてＰＭの焼却（フィルタの再生）が実行されるようになっている。また、このようなポスト燃料噴射量は、エンジン回転数Ｎｅ，負荷（ここでは主噴射量ｑmain）及び触媒３２の出口温度等に応じて設定されるようになっている。
【００２４】
一方、システム管理手段１１には、エンジン出力を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１２と、インバータ５の作動状態を制御してモータ出力を制御するモータコントロールユニット（ＭＣＵ）１３とを備えている。また、図示はしないが上記変速機４の目標変速段を設定するとともにＧＳＵ９の作動を制御する変速機コントローラ、及び変速機コントローラと協調してクラッチ３の断接状態を制御するクラッチコントローラも設けられている。
【００２５】
また、システム管理手段１１内には、車両の走行状態やドライバの運転操作状態に基づいて、駆動源８に対する要求トルクを算出する要求トルク算出手段１４と、この要求トルク算出手段１４で算出された駆動源８の要求トルクのうち、エンジン１が受け持つ出力トルク（エンジンの出力配分）と、モータ２が受け持つ出力トルク（モータの出力配分）を設定する出力配分決定手段１５が設けられている。
【００２６】
また、システム管理手段１１には、上記差圧センサ３４以外にも、エンジン１のエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ２１、ドライバのアクセル踏み込み量（アクセル開度）θACCを検出するアクセル開度センサ２３、及びバッテリ６の残存容量（充電率）ＳＯＣを検出する残存容量センサ２４が接続されている。
ここで、図示するように、要求トルク算出手段１４には、エンジン回転数センサ２１及びアクセル開度センサ２３によりそれぞれ検出されたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度θACCが入力されるようになっており、要求トルク算出手段１４では、これらの情報（Ｎｅ，θACC）に基づいて、ドライバがエンジン１及びモータ２からなる駆動源８に対して要求する要求トルクＴを算出するようになっている。
【００２７】
また、出力配分決定手段１５には、バッテリ電圧とバッテリ電流とに基づきバッテリ６の残存容量ＳＯＣを算出する残存容量センサ２４が接続されている。また、出力配分決定手段１５には、残存容量センサ２４で得られるバッテリ残存容量ＳＯＣと、要求トルク算出手段１４で設定された要求合計トルクＴとをパラメータとして、エンジン１とモータ２との出力配分を設定する出力配分設定マップ（図示省略）が設けられており、このマップから、エンジン１及びモータ２の出力配分（トルク配分又は割合）が設定されるようになっている。なお、この出力配分設定マップでは、基本的にはバッテリ６の残存容量ＳＯＣが低くなるほどエンジンの出力配分を高く設定するような特性に設定されている。
【００２８】
このようにして出力配分が決定されると、要求トルク算出手段１４で算出された駆動源８の要求トルクＴと上記の出力配分と基づいて、エンジン１の目標トルクＴｅ及びモータ２の目標トルクＴｍがそれぞれ設定されるようになっている。
また、上述のようにしてエンジン目標トルクＴｅ及びモータ目標トルクＴｍが設定されると、このうちエンジン目標トルクＴｅがＥＣＵ１２に入力されるようになっており、ＥＣＵ１２では、上記エンジン目標トルクＴｅを出力するためのインジェクタ駆動時間が設定（又は算出）されるようになっている。これにより、ＥＣＵ１２で設定されたインジェクタ駆動時間でインジェクタ１０が駆動され、エンジン出力トルクが目標トルクＴｅとなるようにエンジン１が制御される。
【００２９】
また、モータ目標トルクＴｍが設定されると、このモータ目標トルクＴｍがＭＣＵ１３に入力されて、この目標トルクＴｍとなるようにインバータ５の作動が制御されるようになっている。そして、これによりモータ出力トルクが目標トルクＴｍとなるようにモータ２が制御される。
さて、ここまではモータ２が駆動源として機能する場合について説明したが、このモータ２はバッテリ６の残存容量ＳＯＣが第１所定値（例えば３３％）以下まで低下すると、発電機として機能してバッテリ６を充電するようになっている。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、残存容量センサ２４で得られた情報は、上記出力配分決定手段１５以外にも、ＥＣＵ１２，ＭＣＵ１３及びインバータ５からなるバッテリ充電手段４１に入力されるようになっており、バッテリ充電手段４１では、以下の条件がすべて成立すると、エンジン１によりモータ２を駆動してバッテリ６を充電する制御（以下、発電制御という）を実行するようになっている。
・残存容量センサ２４で検出された残存容量ＳＯＣが上記第１所定値以下。
・車両が停止している（車速＝０）。
【００３１】
なお、これらの条件が全て成立した場合を、以下では充電開始条件が成立したという。そして、充電開始条件が成立した場合には、変速機コントローラ及びクラッチコントローラ（ともに図示省略）により変速機４はニュートラルに保持されるとともに、クラッチ３は接続状態に保持される。そして、ＥＣＵ１２により、エンジン１の運転状態が発電に適した運転状態に制御されるとともに、モータ２が発電機として機能するように、ＭＣＵ１３によりインバータ５が制御されるようになっている。
【００３２】
これにより、エンジン１が運転されるとこのエンジン１の駆動力はクラッチ３を介してモータ（発電機）２に伝達され、このとき発生した電力がバッテリ６に充電されるようになっている。なお、このときは変速機４がニュートラルとなっているので車両に駆動力が伝達されることはない。
また、以下の条件のいずれかが成立すると、上述の発電制御が終了又は中止される。
・バッテリ６の残存容量ＳＯＣが第２所定値（例えば３５％）以上となった。
・変速機４が走行段に変速された。
・車速が検出された。
【００３３】
なお、上記の条件のいずれか１つでも成立した場合を、以下、充電終了条件が成立したという。また、上述の各条件のうち、バッテリ６の残存容量ＳＯＣが第２所定値になった場合には、エンジン２による発電によりバッテリ６の残存容量が十分回復したと判定して発電制御を終了するものであり、変速機４が走行段に変速された場合及び車速が検出された場合は、発電制御の前提条件（つまり、車両停車中）が不成立となり発電制御を中止するようになっている。
【００３４】
ところで、本装置のシステム管理手段１１にはバッテリ充電手段４１によるバッテリ６ヘの充電を禁止する充電禁止手段が設けられている。具体的には、上記充電開始条件が成立した場合であっても、上述したフィルタ３３が強制再生中であると判定した場合には発電制御が禁止されるようになっている。
これは主に以下の理由によるものである。つまり、停車中にエンジン１によりモータ２を発電機として駆動すると、エンジン１はモータ（発電機）２を駆動する分だけ負荷が大きくなるため、その分燃料噴射量が増大することになる。燃料噴射量が増えると、空燃比が低下（即ち、空気過剰率が低下、つまりリッチ化）するため、排ガス中の酸素濃度も低下することになり、フィルタ３３に供給される酸素量が低下する。
【００３５】
ここで、フィルタの強制再生時の再生時間はフィルタ３３に供給される酸素量で変化する。つまり、酸素供給量が十分でないとフィルタ３３内におけるＰＭの燃焼（酸化）が促進されずに強制再生時間が長くなり、酸素供給量が十分であればＰＭの燃焼が速やかに行われ強制再生時間が短くなる。また、強制再生時には、上述したように主噴射後にポスト噴射を行うため、燃料消費量が通常の運転状態よりも多くなっている。このため、強制再生時間が長くなるほど燃費が悪化する。
【００３６】
したがって、発電制御とフィルタ３３の強制再生とが同時が実行されると、フィルタ３３に供給される酸素量が低下して、これに起因して強制再生時間が長くなり、この結果、ポスト噴射の時間が増大して燃費が悪化することになるのである。
そこで、本装置では、フィルタ３３が強制再生中である場合には、たとえ充電開始条件が成立している場合であっても、発電制御を禁止しているのである。なお、本実施形態では、充電禁止手段は、バッテリ充電手段４１がその機能を兼用している。
【００３７】
そして、このようにフィルタ３３の強制再生時に発電制御を禁止することにより、エンジン１の負荷を低減でき、この分燃料噴射量を低減することができるようになり、酸素過剰率を増大させる（リーン化させる）ことができる。これにより、排ガス中の酸素濃度を高めることができるので、フィルタ３３に供給される酸素量が増大し、フィルタ３３の強制再生時間の短縮を図ることができるのである。したがって、ポスト噴射を行う時間が低減されて燃費が向上するという利点がある。
【００３８】
ところで、システム管理手段１１には、以下の条件が全て成立したときに、モータ２を駆動してエンジン１の出力をアシストする強制再生時アシスト手段も設けられている。なお、本実施形態では、強制再生時アシスト手段についてもバッテリ充電手段４１がその機能を兼用している。
・車両停車中
・強制再生実行中
・バッテリ６の残存容量ＳＯＣが第３の所定値（例えば６５％）以上
なお、これらの条件が全て成立した場合を強制再生アシスト条件が成立したという。そして、このような強制再生アシスト条件が成立したときに、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストすることにより、エンジン１の負荷がさらに低減されて燃料噴射量が低下し、これによりさらに空気過剰率を増大させてフィルタ３３の強制再生時間の更なる短縮を図ることができるのである。
【００３９】
なお、第３の所定値としては、バッテリ６が満充電に近いＳＯＣが望ましい。このようなＳＯＣであれば、エンジン１をアシストするためにモータ２を駆動しても大きなＳＯＣの低下を招くことがない。
ところで、本実施形態のハイブリッド車両は、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン１の運転を自動停止するとともに、上記所定のエンジン停止条件とは異なる所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジン１を再始動させる、いわゆるアイドルストップスタート（ＩＳＳ）機能を有している。なお、このようなＩＳＳ機能を有する車両をＩＳＳ車両ともいう。
【００４０】
このため、システム管理手段１１には、図２に示すように、エンジン１の運転を自動停止させる自動停止手段５１と、エンジン１の運転を再始動させる再始動手段５２とを有するＩＳＳ機能部５０が設けられている。また、図示はしないが、これらの自動停止手段５１及び再始動手段５２にはエンジン回転数センサ２１や残存容量センサ２４以外にも、車速センサ（図示省略）や変速段を検出するギヤポジションセンサ等が接続されており、これらのセンサからの情報に基づいてエンジンの停止条件が成立すると、自動停止手段５１ではＥＣＵ１２にエンジン停止信号を送り、インジェクタ１０の駆動を停止することでエンジン１を自動的に停止させるようになっている。
【００４１】
また、各センサからの情報に基づいて、エンジン再始動条件が成立すると、再始動手段５２ではＥＣＵ１２に再始動信号を送り、図示しないスタータモータを作動させてエンジン１を再始動させるようになっている。なお、モータ２にスタータモータの機能を兼用させても良い。
なお、このＩＳＳ機能自体は従来より広く知られたものであるので、エンジン停止条件及びエンジン再始動条件については説明を省略する。
【００４２】
また、本装置には、エンジン停止条件が成立していても自動停止手段５１によるエンジン１の運転停止を禁止する自動停止禁止手段５３が設けられている。ここで、この自動停止禁止手段５３は、強制再生手段３５からの情報に基づいて、フィルタ３３の強制再生が実行されていると判定されると、たとえエンジン１の停止条件が成立している場合であっても、自動停止手段５１によるエンジン１の運転停止を禁止して、エンジン１の運転を継続させるようになっている。
【００４３】
これは、上述したように、フィルタ３３の強制再生時には、主噴射後にポスト燃料噴射を行い、このポスト燃料噴射の未燃燃料を酸化触媒３２で酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱によりフィルタ３３内のＰＭを燃焼させてフィルタ３３を再生しているからであり、フィルタ３３の強制再生時には、エンジン１が運転状態であることが必須の条件となるからである。
【００４４】
そこで、フィルタ３３の強制再生時には、自動停止手段５１でエンジン１の停止条件が成立していると判定されても、自動停止禁止手段５３によりエンジン１の運転停止を禁止するようにしているのである。
本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置は上述のように構成されているので、その作用について図３のフローチャートを用いて説明すると以下のようになる。
【００４５】
このフローチャートは車両の停止を検出するとこの車両停止をトリガに開始されるものであって、車両が停止すると、まずフィルタ３３の状態が強制再生中か否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、強制再生中でないと判定された場合には、バッテリの残存容量ＳＯＣを検出し、ＳＯＣが第１所定値（例えば３３％）以下か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００４６】
そして、ＳＯＣが第１所定値以下であれば、発電制御が実行される（ステップＳ１３）。すなわち、この場合にはバッテリ６の充電が燃費向上よりも優先されるので、エンジン１によりモータ２が駆動されるとともに、モータ２を発電機として作動させることにより、エンジン１の駆動力が電力に変換されて、この電力がバッテリ６に蓄えられる。
一方、ＳＯＣが第１所定値よりも大きければ、通常のアイドル運転が行われる（ステップＳ１４）。なお、このときに所定のエンジン停止条件が成立していれば、ＩＳＳ機能によりエンジン１が自動停止する。
【００４７】
また、ステップＳ１１において強制再生中であると判定された場合には、次にＳＯＣが第３所定値（例えば６５％）以上か否かを判定する（ステップＳ１５）。そして、ＳＯＣが第３所定値未満であれば、発電制御を禁止してバッテリ６への充電を禁止する（ステップＳ１６）。そして、ポスト噴射等の強制再生に適した運転状態でエンジン１を運転する（ステップＳ１７）。
【００４８】
したがって、この場合には、フィルタ３３の強制再生時に発電制御を禁止することにより、エンジン１の負荷を低減でき、燃料噴射量を低減できる。これにより、酸素過剰率を増大させて、排ガス中の酸素濃度を高めることができ、フィルタ３３に供給される酸素量が増大して、フィルタ３３の再生時間の短縮を図ることができる。
また、ＳＯＣが第３所定値以上であれば、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストする（ステップＳ１８）。つまり、この場合には、車両停車中、且つフィルタ３３の強制再生中、且つＳＯＣが第３所定値以上の強制再生アシスト条件が成立した場合であり、このときには、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストすることにより、エンジン１の駆動負荷がさらに低減されて燃料噴射量を低減させることができる。これにより、空気過剰率がさらに増大して、フィルタ３３の強制再生時間が大幅に短縮される。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置によれば、車両停車中で、且つ強制再生実行中であって、ＳＯＣが第３所定値未満であれば、発電制御が禁止されるので、エンジン１の負荷を低減して空気過剰率を増大させることができ、フィルタ３３の強制再生時間が短縮されて、燃費が向上するという利点がある。
また、ＳＯＣが第３所定値以上であれば、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストすることにより、エンジン１の負荷がさらに低減されて空気過剰率をさらに増大させることができる。したがって、フィルタ３３の強制再生時間をされに短縮させることができ、燃費がさらに向上するという利点がある。
また、フィルタ３３の強制再生時には、自動停止禁止手段５３によりエンジン１の運転停止が禁止されるので、フィルタ３３の強制再生中にエンジン１が停止するような事態を確実に回避することができるという利点がある。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本発明は、図４に示すように、エンジン１とモータ２とを隣接して設け、モータ１と変速機４との間にクラッチ３を介装させたハイブリッド自動車に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置が適用される車両のパワートレインを示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置の要部機能に着目したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置の変形例について示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ エンジン
２ 電動機（モータ）
３ クラッチ
４ 変速機
５ インバータ
６ バッテリ
７ 駆動輪
８ 駆動源
９ ギアシフトユニット（ＧＳＵ）
１０インジェクタ
１１ システム管理手段
１２ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１３ モータコントロールユニット（ＭＣＵ）
１４ 要求トルク算出手段
１５ 出力配分決定手段
２１ エンジン回転数センサ
２２ 入力軸回転数センサ
２３ アクセル開度センサ
２４ 残存容量センサ
３１ 排気通路
３２ 酸化触媒
３３ フィルタ
３４ 差圧センサ
３５ 強制再生手段
４１ バッテリ充電手段／充電禁止手段／強制再生アシスト手段
５１ 自動停止手段
５３ 自動停止禁止手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両のモータ制御装置に関し、特に排ガス中の微粒子を捕集するフィルタの強制再生時におけるモータの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）とを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両又はハイブリッド電気自動車が開発、実用化されている。このようなハイブリッド車両では、エンジンを専らモータの電力供給源（発電機）として用いるシリーズ式ハイブリッド車両や、エンジンの出力軸とモータの出力軸とを機械的に接続して、両方の駆動力により駆動輪を駆動し得るようにしたパラレル式ハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
このうちパラレル式ハイブリッド車両では、ドライバのアクセル踏込み量等の負荷情報と、エンジン回転数とから要求駆動トルクを求めるとともに、バッテリの残存容量（充電率）からエンジンとモータとの出力配分が設定されるようになっている。
ところで、パラレル式ハイブリッド車両のエンジンとしてディーゼルエンジを適用することが考えられる。この場合、ディーゼルエンジンの排気通路中に酸化触媒（ＤＯＣ）及びパティキュレート捕集用のフィルタ（以下、単にフィルタという）を設け、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）をフィルタで捕集するとともにフィルタに堆積したＰＭを酸化（燃焼）させてフィルタを連続再生するようにした技術が知られている。なお、以下では、粒子状物質をＰＭと表記するが、すす，パティキュレート及びスートと同一の意味である。
【０００４】
このような技術では、例えばフィルタの入口と出口との間の圧力差を検出する差圧センサを設け、この差圧センサで検出された差圧が所定値以上になると、フィルタが目詰まりを起こしているものと判定して、フィルタの強制再生が実行されるようになっている。
また、強制再生時には、膨張行程の後期又は排気行程の初期に追加燃料噴射（ポスト燃料噴射）を行い、この追加燃料のうちの未燃燃料（ＨＣ；炭化水素）を酸化触媒で酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱によりフィルタに流入する排ガス温度を上昇させる。そして、フィルタに流入する排ガス温度を高温化することでフィルタ内のＰＭを自己着火させてＰＭを燃焼させ、フィルタの強制再生を図っている（第１の従来技術）。
【０００５】
なお、特許文献１には、エンジン走行とモータ走行とを切り換えながら走行する通常走行モードと、エンジンのみで走行する特別走行モードとをそなえたハイブリッド自動車において、触媒が活性化していないときには走行モードを強制的に特別走行モードに切り換えるようにした技術が開示されている。そして、このような制御により、触媒温度の低下時に触媒温度を速やかに上昇させることができる（第２の従来技術）。
【特許文献１】特開２００１−１１５８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、パラレル式ハイブリッドではバッテリ残存容量が低下するとエンジンによりモータを駆動し、モータを発電機として作動させることによりバッテリを充電する場合がある。
しかしながら、上述の第１の従来技術では、停車中におけるバッテリの充電（以下、停車発電制御又は単に発電制御という）とフィルタの強制再生とが重なると、燃料の燃焼に酸素を消費してしまうため強制再生が促進されず強制再生時間が長くなり、燃費が悪化するという課題がある。つまり、モータを発電機としてエンジンにより駆動しているときには、エンジンの負荷が増大して燃料噴射量が増大し、空気過剰率が低下（つまりリッチ化）して、ほとんどの酸素が燃焼に用いられてしまう。このため排ガス内の酸素濃度が低下して、フィルタに供給される酸素量が低下し、フィルタ内におけるＰＭの燃焼（酸化）が促進されずに強制再生時間が長くなる。そして、強制再生時間が長引く分だけ燃費が悪化することになる。
【０００７】
また、特許文献１の技術（第２の従来技術）では、触媒が活性化していないときには走行モードを強制的にエンジンのみで走行する特別走行モードに切り換えている。しかしながら、この第２の従来技術は車両走行中の場合に適用される技術であって、車両の停車中に生じる上記課題の解決手段に関しては何ら開示されていない。
本発明は、このような要望に応えるべく創案されたもので、ハイブリッド車両の強制再生時間の短縮を図り燃費の向上を図るようにした、ハイブリッド車両のモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明のハイブリッド車両のモータ制御装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジンと、前記車両に搭載されたモータと、前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、前記強制再生手段による強制再生の実行時には、前記バッテリ充電手段による前記バッテリヘの電力供給を禁止する充電禁止手段とを備えていることを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
また、車両に搭載されたディーゼルエンジンと、前記車両に搭載されたモータと、前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、前記車両が停車中であり、前記強制再生手段による強制再生が実行中であり、且つ前記バッテリの充電率が所定値より高い場合には、前記モータにより前記ディーゼルエンジンの出力をアシストする強制再生時アシスト手段とを備えていることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
また、所定の停止条件を満たすと前記ディーゼルエンジンの運転を自動停止する自動停止手段と、前記強制再生が実行されているときは前記自動停止手段による運転停止を禁止する自動停止禁止手段とを備えていることを特徴としている（請求項３）。
また、前記ディーゼルエンジンの出力軸は、クラッチを介して前記モータの入力軸に接続されていることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハイブリッド車両のモータ制御装置によれば、停車時に強制再生が開始されるときには、バッテリの充電が禁止されるためエンジン負荷の増大を抑制できる。したがって、燃料噴射量が増大するような事態を回避でき、空気過剰率の低下を招く事がなく、排ガス中の酸素濃度の低下を防止できる。このため、強制再生時にフィルタに多量の酸素を供給でき、強制再生時間の短縮を図ることができる。そして、このように強制再生時間の短縮を図ることで、ポスト噴射を行う時間が短縮されて燃費の向上を図ることができる。
【００１２】
また、バッテリの充電率が所定値より高い場合には、モータによりディーゼルエンジンの出力がアシストされるので、エンジンの負荷がさらに低下して、空気過剰率をさらに高めることができる。これにより、排ガス中の酸素濃度が高められ、強制再生時にフィルタに供給される酸素量を増大させることができ再生時間の一層の低減を図ることができる。したがって、さらなる燃費の向上を図ることができる。
【００１３】
また、強制再生が実行されているときはエンジンの自動停止（アイドルストップ）が禁止されるので、フィルタの強制再生中のエンジン停止を確実に回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置について説明すると、図１は本発明が適用される車両のパワートレインを示す模式図である。図示するように、この車両は、駆動源８としてエンジン１と電動機（又はモータ／ジェネレータ、以下、単にモータという）２とを用いたパラレル式ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）であって、このエンジン１とモータ２との合計出力により車両が駆動されるようになっている。
【００１５】
また、エンジン１とモータ２との間には、エンジン１とモータ２との駆動力を断接しうるクラッチ３が設けられている。また、モータ２の出力側には、エンジン１及び／又はモータ２からの出力回転数を変速する変速機４が設けられている。つまり、この車両ではエンジン１、クラッチ３、モータ２、変速機４の順で各機器が直列に配設されており、エンジン１の出力軸は、クラッチ３を介してモータ２の入力軸に接続されている。そして、変速機４から出力された駆動力が駆動輪７に伝達されるようになっている。
【００１６】
また、モータ２にはインバータ５を介して充放電可能なバッテリ６が接続されており、このインバータ５の作動を制御することにより、モータ２の作動状態が制御されるようになっている。
このような構成により、クラッチ３を接続してモータ２を駆動することで、エンジン１の駆動力をモータ２の駆動力でアシストしながら走行することができる。また、インバータ５によりモータ２を発電機として機能させることで、エンジン２の駆動力で発電を行ってバッテリ６を充電したり、エンジンブレーキ相当の回生ブレーキを作用させて電力を回生したりすることができる。なお、クラッチ３を切断した状態で、モータ２がバッテリ６から電力供給を受けて力行することにより、モータ２の駆動力のみで駆動輪７を駆動することも可能である。
【００１７】
ところで、本実施形態では変速機４として自動変速機が適用されている。この自動変速機４は、シフトマップで設定された目標変速段となるように現在の変速段を切り換えるような有段式の自動変速機であって、特に、ここでは、平行２軸歯車式の手動変速機をベースにして図示しない複数のアクチュエータを作動させることにより変速段を切り換えるような自動変速機として構成されている。
【００１８】
このため、この変速機４には、上記図示しない複数のアクチュエータを有するギアシフトユニット（ＧＳＵ）９が付設されている（図２参照）。なお、変速機としてはこのような変速機以外にも、手動変速機を用いても良いし、トルクコンバータと遊星歯車機構とを組み合わせた自動変速機を用いても良い。
また、クラッチ３は変速段の切り換え時に自動的にクラッチの断接を行う自動クラッチであって、やはり図示しないクラッチアクチュエータが上記ＧＳＵ９と協調して作動することにより、クラッチ３の断接が実行されるようになっている。なお、変速機２にトルクコンバータを有する自動変速機が適用された場合には、このクラッチ３は省略可能である。
【００１９】
また、本実施形態においては、エンジン１はディーゼルエンジンとして構成されており、インジェクタ１０（図２参照）の駆動時間（即ち燃料噴射量）を制御することで、エンジン１の出力トルクが制御されるようになっている。
次に、図２を用いて本発明の要部について説明すると、上述のディーゼルエンジン１の排気通路３１には、上流側から順に排ガス中の成分を酸化させる酸化触媒３２と排ガス中のＰＭ（カーボンＣを主体とする粒子状物質）を捕集するフィルタ３３とが設けられている。
【００２０】
ここで、酸化触媒３２は、通常走行時は、排ガス中のＮＯをＮＯ2 に酸化し、このＮＯ2 を酸化剤としてフィルタ３３に供給するものである。そして、フィルタ３３ではこのＮＯ2 とＰＭとが反応することによりＰＭが燃焼して、フィルタ３３の連続再生が図られるようになっている。
また、強制再生時には、排ガス中の未燃燃料（ＨＣ）を酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱により高温となった排ガスをフィルタ３３に供給する機能を有している。そして、フィルタ３３に流入する排ガス温度を高温化することでフィルタ３３内のＰＭを自己着火させてＰＭを燃焼させ、フィルタ３３を強制的に再生させるようになっている。
【００２１】
ここで、詳細は図示しないが、フィルタ３３は、全体が多孔質材で形成されるとともに、上流側が開口し下流側が閉塞された第１通路と、上流側が閉塞され下流側が開口する第２通路とが交互に隣接して配設されている。これにより、フィルタ３３に供給された排ガスは、多孔質の壁部を介して第１通路から第２通路に流入し、このときに排ガス中のＰＭが壁部において捕集されるようになっている。また、排気通路３１上にはフィルタ３３の上流側（入口）と下流側（出口）との圧力差を検出する差圧センサ３４が設けられている。
【００２２】
一方、この車両には図２に示すように、ハイブリッドシステムを統括的に管理，制御するシステム管理手段（システムマネジメントユニット）１１が設けられており、上記の差圧センサ３４はこのシステム管理手段１１に設けられた強制再生手段３５に接続されている。ここで、この強制再生手段３５は、差圧センサ３４からの情報に基づいてフィルタ３３の上流側と下流側との差圧が所定値以上となると、所定量のＰＭがフィルタ３３に堆積してフィルタ３３が目詰まりを生じているものと判定して、フィルタ３３の強制再生を実行するものである。
【００２３】
そして、強制再生手段３５により強制再生が開始されると、後述のＥＣＵ１２から強制再生指令がインジェクタ１０に出力され、主燃料噴射の後に追加燃料噴射（ポスト噴射）が実行されるようになっている。このポスト噴射は、例えば排気行程において噴射されるものであって、このようなタイミングで燃料を噴射することにより、燃料がシリンダ内や排気通路等で燃焼することなく酸化触媒３２に達し、触媒３２において酸化（燃焼）が行なわれる。これにより、触媒３２の下流側にあるフィルタ３３が熱せられて、ＰＭが酸化可能な温度（６００℃）までフィルタ３３が昇温されてＰＭの焼却（フィルタの再生）が実行されるようになっている。また、このようなポスト燃料噴射量は、エンジン回転数Ｎｅ，負荷（ここでは主噴射量ｑmain）及び触媒３２の出口温度等に応じて設定されるようになっている。
【００２４】
一方、システム管理手段１１には、エンジン出力を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１２と、インバータ５の作動状態を制御してモータ出力を制御するモータコントロールユニット（ＭＣＵ）１３とを備えている。また、図示はしないが上記変速機４の目標変速段を設定するとともにＧＳＵ９の作動を制御する変速機コントローラ、及び変速機コントローラと協調してクラッチ３の断接状態を制御するクラッチコントローラも設けられている。
【００２５】
また、システム管理手段１１内には、車両の走行状態やドライバの運転操作状態に基づいて、駆動源８に対する要求トルクを算出する要求トルク算出手段１４と、この要求トルク算出手段１４で算出された駆動源８の要求トルクのうち、エンジン１が受け持つ出力トルク（エンジンの出力配分）と、モータ２が受け持つ出力トルク（モータの出力配分）を設定する出力配分決定手段１５が設けられている。
【００２６】
また、システム管理手段１１には、上記差圧センサ３４以外にも、エンジン１のエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ２１、ドライバのアクセル踏み込み量（アクセル開度）θACCを検出するアクセル開度センサ２３、及びバッテリ６の残存容量（充電率）ＳＯＣを検出する残存容量センサ２４が接続されている。
ここで、図示するように、要求トルク算出手段１４には、エンジン回転数センサ２１及びアクセル開度センサ２３によりそれぞれ検出されたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度θACCが入力されるようになっており、要求トルク算出手段１４では、これらの情報（Ｎｅ，θACC）に基づいて、ドライバがエンジン１及びモータ２からなる駆動源８に対して要求する要求トルクＴを算出するようになっている。
【００２７】
また、出力配分決定手段１５には、バッテリ電圧とバッテリ電流とに基づきバッテリ６の残存容量ＳＯＣを算出する残存容量センサ２４が接続されている。また、出力配分決定手段１５には、残存容量センサ２４で得られるバッテリ残存容量ＳＯＣと、要求トルク算出手段１４で設定された要求合計トルクＴとをパラメータとして、エンジン１とモータ２との出力配分を設定する出力配分設定マップ（図示省略）が設けられており、このマップから、エンジン１及びモータ２の出力配分（トルク配分又は割合）が設定されるようになっている。なお、この出力配分設定マップでは、基本的にはバッテリ６の残存容量ＳＯＣが低くなるほどエンジンの出力配分を高く設定するような特性に設定されている。
【００２８】
このようにして出力配分が決定されると、要求トルク算出手段１４で算出された駆動源８の要求トルクＴと上記の出力配分と基づいて、エンジン１の目標トルクＴｅ及びモータ２の目標トルクＴｍがそれぞれ設定されるようになっている。
また、上述のようにしてエンジン目標トルクＴｅ及びモータ目標トルクＴｍが設定されると、このうちエンジン目標トルクＴｅがＥＣＵ１２に入力されるようになっており、ＥＣＵ１２では、上記エンジン目標トルクＴｅを出力するためのインジェクタ駆動時間が設定（又は算出）されるようになっている。これにより、ＥＣＵ１２で設定されたインジェクタ駆動時間でインジェクタ１０が駆動され、エンジン出力トルクが目標トルクＴｅとなるようにエンジン１が制御される。
【００２９】
また、モータ目標トルクＴｍが設定されると、このモータ目標トルクＴｍがＭＣＵ１３に入力されて、この目標トルクＴｍとなるようにインバータ５の作動が制御されるようになっている。そして、これによりモータ出力トルクが目標トルクＴｍとなるようにモータ２が制御される。
さて、ここまではモータ２が駆動源として機能する場合について説明したが、このモータ２はバッテリ６の残存容量ＳＯＣが第１所定値（例えば３３％）以下まで低下すると、発電機として機能してバッテリ６を充電するようになっている。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、残存容量センサ２４で得られた情報は、上記出力配分決定手段１５以外にも、ＥＣＵ１２，ＭＣＵ１３及びインバータ５からなるバッテリ充電手段４１に入力されるようになっており、バッテリ充電手段４１では、以下の条件がすべて成立すると、エンジン１によりモータ２を駆動してバッテリ６を充電する制御（以下、発電制御という）を実行するようになっている。
・残存容量センサ２４で検出された残存容量ＳＯＣが上記第１所定値以下。
・車両が停止している（車速＝０）。
【００３１】
なお、これらの条件が全て成立した場合を、以下では充電開始条件が成立したという。そして、充電開始条件が成立した場合には、変速機コントローラ及びクラッチコントローラ（ともに図示省略）により変速機４はニュートラルに保持されるとともに、クラッチ３は接続状態に保持される。そして、ＥＣＵ１２により、エンジン１の運転状態が発電に適した運転状態に制御されるとともに、モータ２が発電機として機能するように、ＭＣＵ１３によりインバータ５が制御されるようになっている。
【００３２】
これにより、エンジン１が運転されるとこのエンジン１の駆動力はクラッチ３を介してモータ（発電機）２に伝達され、このとき発生した電力がバッテリ６に充電されるようになっている。なお、このときは変速機４がニュートラルとなっているので車両に駆動力が伝達されることはない。
また、以下の条件のいずれかが成立すると、上述の発電制御が終了又は中止される。
・バッテリ６の残存容量ＳＯＣが第２所定値（例えば３５％）以上となった。
・変速機４が走行段に変速された。
・車速が検出された。
【００３３】
なお、上記の条件のいずれか１つでも成立した場合を、以下、充電終了条件が成立したという。また、上述の各条件のうち、バッテリ６の残存容量ＳＯＣが第２所定値になった場合には、エンジン２による発電によりバッテリ６の残存容量が十分回復したと判定して発電制御を終了するものであり、変速機４が走行段に変速された場合及び車速が検出された場合は、発電制御の前提条件（つまり、車両停車中）が不成立となり発電制御を中止するようになっている。
【００３４】
ところで、本装置のシステム管理手段１１にはバッテリ充電手段４１によるバッテリ６ヘの充電を禁止する充電禁止手段が設けられている。具体的には、上記充電開始条件が成立した場合であっても、上述したフィルタ３３が強制再生中であると判定した場合には発電制御が禁止されるようになっている。
これは主に以下の理由によるものである。つまり、停車中にエンジン１によりモータ２を発電機として駆動すると、エンジン１はモータ（発電機）２を駆動する分だけ負荷が大きくなるため、その分燃料噴射量が増大することになる。燃料噴射量が増えると、空燃比が低下（即ち、空気過剰率が低下、つまりリッチ化）するため、排ガス中の酸素濃度も低下することになり、フィルタ３３に供給される酸素量が低下する。
【００３５】
ここで、フィルタの強制再生時の再生時間はフィルタ３３に供給される酸素量で変化する。つまり、酸素供給量が十分でないとフィルタ３３内におけるＰＭの燃焼（酸化）が促進されずに強制再生時間が長くなり、酸素供給量が十分であればＰＭの燃焼が速やかに行われ強制再生時間が短くなる。また、強制再生時には、上述したように主噴射後にポスト噴射を行うため、燃料消費量が通常の運転状態よりも多くなっている。このため、強制再生時間が長くなるほど燃費が悪化する。
【００３６】
したがって、発電制御とフィルタ３３の強制再生とが同時が実行されると、フィルタ３３に供給される酸素量が低下して、これに起因して強制再生時間が長くなり、この結果、ポスト噴射の時間が増大して燃費が悪化することになるのである。
そこで、本装置では、フィルタ３３が強制再生中である場合には、たとえ充電開始条件が成立している場合であっても、発電制御を禁止しているのである。なお、本実施形態では、充電禁止手段は、バッテリ充電手段４１がその機能を兼用している。
【００３７】
そして、このようにフィルタ３３の強制再生時に発電制御を禁止することにより、エンジン１の負荷を低減でき、この分燃料噴射量を低減することができるようになり、酸素過剰率を増大させる（リーン化させる）ことができる。これにより、排ガス中の酸素濃度を高めることができるので、フィルタ３３に供給される酸素量が増大し、フィルタ３３の強制再生時間の短縮を図ることができるのである。したがって、ポスト噴射を行う時間が低減されて燃費が向上するという利点がある。
【００３８】
ところで、システム管理手段１１には、以下の条件が全て成立したときに、モータ２を駆動してエンジン１の出力をアシストする強制再生時アシスト手段も設けられている。なお、本実施形態では、強制再生時アシスト手段についてもバッテリ充電手段４１がその機能を兼用している。
・車両停車中
・強制再生実行中
・バッテリ６の残存容量ＳＯＣが第３の所定値（例えば６５％）以上
なお、これらの条件が全て成立した場合を強制再生アシスト条件が成立したという。そして、このような強制再生アシスト条件が成立したときに、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストすることにより、エンジン１の負荷がさらに低減されて燃料噴射量が低下し、これによりさらに空気過剰率を増大させてフィルタ３３の強制再生時間の更なる短縮を図ることができるのである。
【００３９】
なお、第３の所定値としては、バッテリ６が満充電に近いＳＯＣが望ましい。このようなＳＯＣであれば、エンジン１をアシストするためにモータ２を駆動しても大きなＳＯＣの低下を招くことがない。
ところで、本実施形態のハイブリッド車両は、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン１の運転を自動停止するとともに、上記所定のエンジン停止条件とは異なる所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジン１を再始動させる、いわゆるアイドルストップスタート（ＩＳＳ）機能を有している。なお、このようなＩＳＳ機能を有する車両をＩＳＳ車両ともいう。
【００４０】
このため、システム管理手段１１には、図２に示すように、エンジン１の運転を自動停止させる自動停止手段５１と、エンジン１の運転を再始動させる再始動手段５２とを有するＩＳＳ機能部５０が設けられている。また、図示はしないが、これらの自動停止手段５１及び再始動手段５２にはエンジン回転数センサ２１や残存容量センサ２４以外にも、車速センサ（図示省略）や変速段を検出するギヤポジションセンサ等が接続されており、これらのセンサからの情報に基づいてエンジンの停止条件が成立すると、自動停止手段５１ではＥＣＵ１２にエンジン停止信号を送り、インジェクタ１０の駆動を停止することでエンジン１を自動的に停止させるようになっている。
【００４１】
また、各センサからの情報に基づいて、エンジン再始動条件が成立すると、再始動手段５２ではＥＣＵ１２に再始動信号を送り、図示しないスタータモータを作動させてエンジン１を再始動させるようになっている。なお、モータ２にスタータモータの機能を兼用させても良い。
なお、このＩＳＳ機能自体は従来より広く知られたものであるので、エンジン停止条件及びエンジン再始動条件については説明を省略する。
【００４２】
また、本装置には、エンジン停止条件が成立していても自動停止手段５１によるエンジン１の運転停止を禁止する自動停止禁止手段５３が設けられている。ここで、この自動停止禁止手段５３は、強制再生手段３５からの情報に基づいて、フィルタ３３の強制再生が実行されていると判定されると、たとえエンジン１の停止条件が成立している場合であっても、自動停止手段５１によるエンジン１の運転停止を禁止して、エンジン１の運転を継続させるようになっている。
【００４３】
これは、上述したように、フィルタ３３の強制再生時には、主噴射後にポスト燃料噴射を行い、このポスト燃料噴射の未燃燃料を酸化触媒３２で酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱によりフィルタ３３内のＰＭを燃焼させてフィルタ３３を再生しているからであり、フィルタ３３の強制再生時には、エンジン１が運転状態であることが必須の条件となるからである。
【００４４】
そこで、フィルタ３３の強制再生時には、自動停止手段５１でエンジン１の停止条件が成立していると判定されても、自動停止禁止手段５３によりエンジン１の運転停止を禁止するようにしているのである。
本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置は上述のように構成されているので、その作用について図３のフローチャートを用いて説明すると以下のようになる。
【００４５】
このフローチャートは車両の停止を検出するとこの車両停止をトリガに開始されるものであって、車両が停止すると、まずフィルタ３３の状態が強制再生中か否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、強制再生中でないと判定された場合には、バッテリの残存容量ＳＯＣを検出し、ＳＯＣが第１所定値（例えば３３％）以下か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００４６】
そして、ＳＯＣが第１所定値以下であれば、発電制御が実行される（ステップＳ１３）。すなわち、この場合にはバッテリ６の充電が燃費向上よりも優先されるので、エンジン１によりモータ２が駆動されるとともに、モータ２を発電機として作動させることにより、エンジン１の駆動力が電力に変換されて、この電力がバッテリ６に蓄えられる。
一方、ＳＯＣが第１所定値よりも大きければ、通常のアイドル運転が行われる（ステップＳ１４）。なお、このときに所定のエンジン停止条件が成立していれば、ＩＳＳ機能によりエンジン１が自動停止する。
【００４７】
また、ステップＳ１１において強制再生中であると判定された場合には、次にＳＯＣが第３所定値（例えば６５％）以上か否かを判定する（ステップＳ１５）。そして、ＳＯＣが第３所定値未満であれば、発電制御を禁止してバッテリ６への充電を禁止する（ステップＳ１６）。そして、ポスト噴射等の強制再生に適した運転状態でエンジン１を運転する（ステップＳ１７）。
【００４８】
したがって、この場合には、フィルタ３３の強制再生時に発電制御を禁止することにより、エンジン１の負荷を低減でき、燃料噴射量を低減できる。これにより、酸素過剰率を増大させて、排ガス中の酸素濃度を高めることができ、フィルタ３３に供給される酸素量が増大して、フィルタ３３の再生時間の短縮を図ることができる。
また、ＳＯＣが第３所定値以上であれば、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストする（ステップＳ１８）。つまり、この場合には、車両停車中、且つフィルタ３３の強制再生中、且つＳＯＣが第３所定値以上の強制再生アシスト条件が成立した場合であり、このときには、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストすることにより、エンジン１の駆動負荷がさらに低減されて燃料噴射量を低減させることができる。これにより、空気過剰率がさらに増大して、フィルタ３３の強制再生時間が大幅に短縮される。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置によれば、車両停車中で、且つ強制再生実行中であって、ＳＯＣが第３所定値未満であれば、発電制御が禁止されるので、エンジン１の負荷を低減して空気過剰率を増大させることができ、フィルタ３３の強制再生時間が短縮されて、燃費が向上するという利点がある。
また、ＳＯＣが第３所定値以上であれば、モータ２を駆動してエンジン１の運転をアシストすることにより、エンジン１の負荷がさらに低減されて空気過剰率をさらに増大させることができる。したがって、フィルタ３３の強制再生時間をされに短縮させることができ、燃費がさらに向上するという利点がある。
また、フィルタ３３の強制再生時には、自動停止禁止手段５３によりエンジン１の運転停止が禁止されるので、フィルタ３３の強制再生中にエンジン１が停止するような事態を確実に回避することができるという利点がある。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本発明は、図４に示すように、エンジン１とモータ２とを隣接して設け、モータ１と変速機４との間にクラッチ３を介装させたハイブリッド自動車に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置が適用される車両のパワートレインを示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置の要部機能に着目したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のモータ制御装置の変形例について示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ エンジン
２ 電動機（モータ）
３ クラッチ
４ 変速機
５ インバータ
６ バッテリ
７ 駆動輪
８ 駆動源
９ ギアシフトユニット（ＧＳＵ）
１０インジェクタ
１１ システム管理手段
１２ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１３ モータコントロールユニット（ＭＣＵ）
１４ 要求トルク算出手段
１５ 出力配分決定手段
２１ エンジン回転数センサ
２２ 入力軸回転数センサ
２３ アクセル開度センサ
２４ 残存容量センサ
３１ 排気通路
３２ 酸化触媒
３３ フィルタ
３４ 差圧センサ
３５ 強制再生手段
４１ バッテリ充電手段／充電禁止手段／強制再生アシスト手段
５１ 自動停止手段
５３ 自動停止禁止手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたディーゼルエンジンと、
前記車両に搭載されたモータと、
前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、
前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、
前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、
前記強制再生手段による強制再生の実行時には、前記バッテリ充電手段による前記バッテリヘの電力供給を禁止する充電禁止手段とを備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項２】
車両に搭載されたディーゼルエンジンと、
前記車両に搭載されたモータと、
前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、
前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、
前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、
前記車両が停車中であり、前記強制再生手段による強制再生が実行中であり、且つ前記バッテリの充電率が所定値より高い場合には、前記モータにより前記ディーゼルエンジンの出力をアシストする強制再生時アシスト手段とを備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項３】
所定のエンジン停止条件を満たすと前記ディーゼルエンジンの運転を自動停止する自動停止手段と、
前記強制再生が実行されているときは前記自動停止手段による運転停止を禁止する自動停止禁止手段とを備えている、
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項４】
前記ディーゼルエンジンの出力軸は、クラッチを介して前記モータの入力軸に接続されている
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項１】
車両に搭載されたディーゼルエンジンと、
前記車両に搭載されたモータと、
前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、
前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、
前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、
前記強制再生手段による強制再生の実行時には、前記バッテリ充電手段による前記バッテリヘの電力供給を禁止する充電禁止手段とを備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項２】
車両に搭載されたディーゼルエンジンと、
前記車両に搭載されたモータと、
前記モータに電力供給可能に接続されたバッテリと、
前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタを強制再生させる強制再生手段と、
前記バッテリの充電状態に基づいて前記ディーゼルエンジンの出力を電力に変換して前記バッテリを充電するバッテリ充電手段と、
前記車両が停車中であり、前記強制再生手段による強制再生が実行中であり、且つ前記バッテリの充電率が所定値より高い場合には、前記モータにより前記ディーゼルエンジンの出力をアシストする強制再生時アシスト手段とを備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項３】
所定のエンジン停止条件を満たすと前記ディーゼルエンジンの運転を自動停止する自動停止手段と、
前記強制再生が実行されているときは前記自動停止手段による運転停止を禁止する自動停止禁止手段とを備えている、
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。
【請求項４】
前記ディーゼルエンジンの出力軸は、クラッチを介して前記モータの入力軸に接続されている
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２７５０１０（Ｐ２００６−２７５０１０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９８８８６（Ｐ２００５−９８８８６）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
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