ハイブリッド電気自動車の制御装置
【課題】車両の大きさに対して限られたバッテリ容量であっても、回生発電による発電電力を有効に利用することができるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】バッテリ４０の温度を検出するバッテリ温度検出手段５３と、バッテリ温度検出手段５３により、バッテリ４０の温度が所定温度よりも高くなった場合、バッテリ４０の充放電を制限するバッテリ充放電制限手段３０と、ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、バッテリ充放電制限手段３０の作動によりバッテリ４０の充放電が制限された場合には、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しない限り、電気ヒータ２１に発電電力を供給する制御手段３０とを備える。
【解決手段】バッテリ４０の温度を検出するバッテリ温度検出手段５３と、バッテリ温度検出手段５３により、バッテリ４０の温度が所定温度よりも高くなった場合、バッテリ４０の充放電を制限するバッテリ充放電制限手段３０と、ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、バッテリ充放電制限手段３０の作動によりバッテリ４０の充放電が制限された場合には、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しない限り、電気ヒータ２１に発電電力を供給する制御手段３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特に、バッテリの充電と排気浄化装置の昇温とを制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の走行駆動源として、内燃機関（以下、エンジンとも言う）と電動発電機（以下、電動モータ、又は単に、モータとも言う）とを搭載したハイブリッド電気自動車が実用化されている。このハイブリッド電気自動車では、電動モータの力行時の電力供給や、モータの回生制動時の発電電力による充電を行なうために、バッテリが装備される。特に、モータの回生電力によるバッテリの充電は、燃費向上に寄与する。
【０００３】
このようなバッテリには充電容量に限度があり、過剰な充電はバッテリの負担を大きくし劣化を招くので、通常、バッテリが満充電（又は満充電よりも低い高充電）の状態になるとそれ以上の充電は行なわないように管理される。したがって、バッテリが満充電の状態になると、モータにおいて回生電力を発生させる回生制御も行なわないように管理され、回生制御を通じて本来利用することが可能な回生電力を無駄にしてしまうという技術的課題があった。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、ＥＨＣ（Electric Heating Catalyst）等の電熱ヒータ付き触媒を備えるハイブリッド電気自動車において、バッテリが満充電の状態になると、モータにより発生した回生電力を触媒の電熱ヒータに供給して触媒を暖機して活性化することにより、排気を効率よく浄化するために回生電力を有効に利用する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の技術では、バッテリの充電容量に着目し、バッテリの保護を図りながら回生電力を有効に利用しているが、バッテリを保護するには、充電容量への着目だけでは十分でない。つまり、バッテリの劣化要因は、過充電だけではない。バッテリの過剰な温度上昇もバッテリの大きな劣化要因として挙げることができる。
ハイブリッド電気自動車の場合、通常、バッテリを収納するバッテリケース内を冷却して、バッテリの過剰な温度上昇が生じないようにしている。しかし、例えば商用車の場合には、このようなバッテリを冷却する装置を装備したハイブリッド電気自動車においても、バッテリの過剰な温度上昇が起こりうる。もちろん、冷却能力を高めれば、かかる課題は解消できるが、車両価格の高騰を招く等の理由から、かかる手段にも限度がある。
【０００７】
したがって、このような観点からバッテリを保護する場合にも、回生電力を有効に利用できるようにしたい。特に、商用車の場合には、バッテリの過剰な温度上昇が起こり易く、かかる要望が強い。
すなわち、ハイブリッド電気自動車に搭載するバッテリは重量も重く容積も大きい。これに対して、商用車の場合、輸送可能な重量を確保することや積載スペースを確保することが重要であり、更には、車両コストの高騰を抑えることも重要である。また、現時点において、商用車にハイブリッド電気自動車を適用する第１の目的は燃費改善効果である。したがって、このような商用車に必要な条件とのバランスを考慮すると、搭載可能なバッテリの容量が限られ、車両の大きさに対して小容量のバッテリを搭載することになる。
【０００８】
さらに、商用車の場合、乗用車に比べて車重が大きく、高出力の回生や力行を行なう場合も多い。つまり、限られた容量のバッテリで、高出力の回生や力行を行なう場合が多く発生する。また、バッテリは、充電時や放電時に発熱を伴うが、小容量（即ち、熱容量が小さい）のバッテリで大きな熱量の発熱を伴う高出力の回生や力行を行なうと、バッテリの温度上昇も著しくなる。
【０００９】
バッテリは過剰に高温になると劣化が進むため、バッテリが過剰に高温にならないように、例えば、バッテリの温度が上限又は上限近傍に達したら回生制御を制限するなど充放電を制限して、バッテリの発熱を抑えて温度低下を促進するなど、バッテリの温度管理が必要である。
したがって、バッテリの温度管理上からも回生制御の制限が必要になり、回生制御を通じて本来利用することが可能な回生電力を無駄にしてしまう場合が発生し、課題となる。
【００１０】
本発明は、かかる課題に鑑み創案されたものであり、車両の大きさに対して限られたバッテリ容量であっても、回生発電による発電電力を有効に利用することができるハイブリッド電気自動車の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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、走行用トルクを出力しうるエンジンと、上記エンジンから排出された排出ガスを浄化する排気浄化装置と、上記排気浄化装置に設けられた電気ヒータと、走行用トルクを出力しうると共に上記エンジンの駆動による発電及び制動時のエネルギ回生による発電が可能な電動発電機と、上記電動発電機による発電電力によって充電可能なバッテリとをそなえたハイブリッド電気自動車において、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、上記バッテリ温度検出手段により、上記バッテリの温度が予め設定された所定温度（充放電を制限しなければ上記バッテリの劣化が促進される温度）よりも高くなった場合、上記バッテリの充放電を制限するバッテリ充放電制限手段と、上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限された場合には、上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しない限り、上記電気ヒータに上記回生による発電電力を供給する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、上記排気浄化装置は排気浄化触媒を備え、上記電気ヒータは上記排気浄化触媒を活性温度に昇温させる触媒昇温用ヒータであって、上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記排気浄化触媒の温度が予め設定された第１上限温度以上であることが設定され、上記排気浄化触媒の温度を検出（又は推定）する触媒温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記触媒温度検出手段により検出された上記排気浄化触媒の温度を上記第１上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定することが好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタの温度が予め設定された第２上限温度以上であることが設定され、上記フィルタの温度を検出（又は推定）するフィルタ温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記フィルタ温度検出手段により検出された上記フィルタの温度を上記第２上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定することが好ましい。
【００１４】
また、上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタに排気微粒物質が堆積していないことが設定され、上記フィルタに堆積した排気微粒物質の堆積量を検出（又は推定）する排気微粒子検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記排気微粒子検出手段により検出された排気微粒物質の堆積量から上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定することが好ましい。
【００１５】
また、上記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限されない場合には、上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が予め設定された所定充電量（略満充電）未満ならば、発電電力を上記バッテリに充電し、上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が上記所定充電量以上ならば、上記回生による発電電力を上記電気ヒータに供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動発電機の回生発電中にバッテリ温度が所定温度よりも高くなり、バッテリの充放電が制限された場合には、電動発電機の回生発電による電力（回生電力）を電気ヒータに供給して排気浄化装置を昇温させるので、回生電力を有効に利用することができる。このように電気ヒータに回生電力を供給することにより、バッテリの電力消費が抑えられ、車両の燃費の向上に寄与する。
【００１７】
また、電気ヒータが排気浄化触媒を活性温度に昇温させる触媒昇温用ヒータであれば、回生電力を有効利用して排気浄化触媒を活性温度に昇温させることができる。
ただし、バッテリの充電が制限された場合であっても、排気浄化触媒の温度が第１上限温度以上であれば、触媒昇温用ヒータである電気ヒータに発電電力を供給しないため、排気浄化触媒の過昇温を防止し、排気浄化触媒の熱劣化や熱損傷を防止することができる。
【００１８】
また、電気ヒータがフィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させフィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであれば、回生電力を有効利用してフィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させフィルタを再生することができる。
ただし、バッテリの充放電が制限された場合であっても、フィルタの温度が第２上限温度以上であれば、フィルタ再生用ヒータである電気ヒータに回生電力を供給しないため、フィルタの過昇温を防止して、フィルタの熱劣化や熱損傷を防止することができる。
【００１９】
また、バッテリの充放電が制限された場合、排気微粒子検出手段によりフィルタに排気微粒物質が堆積していると検出されると、フィルタ再生用ヒータである電気ヒータへ回生電力を供給するため、回生電力を有効利用してフィルタを昇温してフィルタに堆積している排気微粒物質を燃焼させフィルタを再生することができる。
ただし、フィルタに排気微粒物質が堆積していない場合、フィルタ再生用ヒータである電気ヒータへ発電電力を供給しないため、フィルタの過昇温を防止して、フィルタの熱劣化や熱損傷を防止することができる。
【００２０】
また、バッテリ温度が所定温度よりも高くなく、バッテリの充放電が制限されない場合には、バッテリ充電量が所定充電量未満ならば、回生電力によりバッテリが充電されるため、バッテリの充電量を確保することができる。バッテリ充電量が所定充電量以上ならば、回生電力を電気ヒータに供給するため、バッテリの過充電を防ぐとともに、回生電力を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１〜４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１〜４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のメインルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の要部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図８】第１〜第４実施形態の変形例にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の要部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図３は本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置を説明するもので、図１はその全体構成を示す図、図２，３はその制御のフローチャートである。
【００２３】
〔動力系の構成〕
まず、本実施形態にかかる制御装置が適用されるハイブリッド電気自動車の動力系の構成を説明する。本実施形態にかかるハイブリッド電気自動車は、例えば、トラック又はバスといった商用車であり、ディーゼルエンジンを搭載している。
図１に示すように、車両の前部には、駆動系として、エンジン（内燃機関）１，クラッチ２，モータ（電動発電機）３及び変速機（トランスミッション）４を備えている。
【００２４】
エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、このエンジン１の排気管１２には排気浄化装置２０が装備されている。この排気浄化装置２０には電気ヒータ２１が装備されている。
クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間に介装され、クラッチ２を遮断すれば、エンジン１は車両の駆動系から切り離されて動力伝達はなされず、クラッチ２を接続すれば、エンジン１は車両の駆動系に加わり動力伝達がなされる。
【００２５】
モータ３は、その直下流側の変速機４と常時接続されており、インバータ４１によって作動を制御される。インバータ４１は、力行時には、バッテリ（例えば、リチウムイオン電池等の充放電可能な複数個のセルからなる二次電池）４０からモータ３に電力を供給して出力トルクを発生させる電動機として機能させ、回生制動時には、車両の運動エネルギを用いて電力を発電（回生発電）する発電機としてモータ３を機能させ、回生発電による電力を、通常状態ではバッテリ４０の充電に用い、特定状態では排気浄化装置２０の電気ヒータ２１に供給するよう構成される。
【００２６】
変速機４は、その入力軸がモータ３の回転軸に接続されており、この変速機４の出力軸は、プロペラシャフト５，ディファレンシャル６，ドライブシャフト７等を備えた動力伝達系を介して、駆動輪（ここでは、左右の後輪）８に接続されている。
したがって、車両の力行時には、変速機４の入力軸に入力された駆動トルクを、選択された変速段に応じた変速比で変速して動力伝達系に出力する。この場合、クラッチ２を接続すれば、このクラッチ２を介して伝達されたエンジン１およびモータ３の両出力トルクが変速機４に入力され、クラッチ２を遮断すれば、モータ３のみの出力トルクが変速機４に入力される。
【００２７】
また、回生制動時には、車両の運動エネルギによる回転トルクが駆動輪８から動力伝達系７，６，５を経て変速機４に入力され、駆動輪８からの入力回転を変速機４の変速段に応じた変速比で変速して、発電機として機能するモータ３を回転駆動し、車両の制動と共に回生発電を実施することができる。この場合、クラッチ２を遮断すれば、車両の運動エネルギが発電機としてのモータ３の駆動のみに利用され、効率よくエネルギ回収を行なうことができる。また、クラッチ２を接続すれば、インバータ４１によるモータ３の制御による回生ブレーキとエンジンブレーキとの併用や、エンジンブレーキのみの作動を行なうことができる。
【００２８】
エンジン１には、吸気を取り込む吸気管１１がインテークマニホールド（図示略）を介して接続され、排気を排出する排気管１２がエキゾーストマニホールド（図示略）を介して接続されている。この排気管１２の途中には、排気浄化装置２０が介装されている。
この排気浄化装置２０は、排気中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）を除去する排気浄化触媒としての酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）２２と、排気中のＰＭ（排気微粒物質）を捕捉するＤＰＦ（Diesel particulate filter：ディーゼルパティキュレータフィルタ）２３とを一体のケース内に収納してそなえている。
【００２９】
このような排気浄化装置２０には、前述の電気ヒータ２１が装備されている。
電気ヒータ２１は、酸化触媒２２を昇温させて活性化するため、及び、ＤＰＦ２３に捕捉されたＰＭを燃焼させて除去しＤＰＦ２３を再生するために設けられている。
【００３０】
〔制御系の構成〕
エンジン１，クラッチ２，モータ３，バッテリ４０及びインバータ４１の制御又は管理は、コンピュータを用いた電子制御によって行なわれるようになっている。
エンジン１を制御するためにエンジンＥＣＵ３１が、モータ３及び電気ヒータ２１を操作するインバータ４１を制御するためにインバータＥＣＵ３２が、バッテリ４０を管理するためにバッテリＥＣＵ３３が、それぞれ設けられ、これらのエンジンＥＣＵ３１，インバータＥＣＵ３２，バッテリＥＣＵ３３及びクラッチ２を制御するために、車両ＥＣＵ３０が設けられている。
【００３１】
これらの各ＥＣＵ３０，３１，３２，３３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力回路等からなるコンピュータであって、適宜の機器類が付設又は接続されている。
車両ＥＣＵ３０は、車両の走行状態（例えば、車速），車両への駆動又は制動指令の状態（例えば、アクセル操作量やブレーキ操作量），バッテリ４０の充電量（以下、充電量の値を「ＳＯＣ」で示す）等に基づいて、エンジンＥＣＵ３１，インバータＥＣＵ３２，バッテリＥＣＵ３３及びクラッチ２を制御する。車両ＥＣＵ３０には、後述する制御手段３０ａ，バッテリ充放電制限手段３０ｂ，排気微粒子検出手段３０ｃの各機能がソフトウェアとして設けられている。
【００３２】
なお、バッテリＥＣＵ３３には、バッテリ４０の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ５１と、バッテリ４０の充放電電圧を検出するバッテリ電圧センサ５２と、バッテリ４０の充放電回数を検出するバッテリ充放電カウンタ５４とが接続されており、バッテリ４０の充電量は、このバッテリＥＣＵ３３によって、バッテリ４０の充放電時の電流，電圧に基づいて算出される。これらの各センサ５１，５２やカウンタ５４は、バッテリ４０の各セルに接続され、この各セルの電流，電圧，充放電回数を検出してもよいし、幾つかのセルに対して一つのセンサが接続され、この幾つかのセルの電流，電圧，充放電回数を検出してもよいし、これらの各セルに対してまたは幾つかのセルに対して１つのセンサを接続することを適宜組み合わせて各センサを配設してもよい。
【００３３】
また、インバータＥＣＵ３２は、インバータ４１を制御することにより、インバータ４１に接続されたモータ３，バッテリ４０及び電気ヒータ２１の電力の授受を管理する。例えば、モータ３の回生発電による発電電力を、通常状態であればバッテリ４０の充電にあてるが、後述の特定状態であれば電気ヒータ２１への通電にあてる。
車両ＥＣＵ３０は、駆動時には、アクセル操作量に基づいて、車両に必要な駆動トルクを設定すると共に、エンジン１とモータ３との何れを使用するか或いは両方を使用するかを設定し、エンジン１とモータ３との両方を使う場合には駆動トルクの配分を行なう。エンジンＥＣＵ３１やインバータＥＣＵ３２は、車両ＥＣＵ３０により設定された駆動トルクを出力するようにエンジン１又はモータ３の作動を制御する。
【００３４】
例えば車両の発進時には、基本的には、クラッチ２を切ってモータ３のみの駆動トルクを用い、その後の走行時には、エンジン１を始動させてクラッチ２を接続して、エンジン１の駆動トルクを主体に、モータ３の駆動トルクを補助的に用いて走行する。ただし、バッテリ４０の充電量が不足している場合には、発進時や走行時にモータ３を用いずエンジン１のみを用いて走行することもある。
【００３５】
また、制動時には、基本的には、クラッチ２を切って駆動輪８の回転エネルギをモータ３のみに送って回生発電を行なう。この回生発電による電力は、通常は、バッテリ４０の充電に用いられる。ただし、バッテリ４０の充電量が上限（満充電）又は上限の近傍（略満充電）に達している場合には、回生発電による電力をバッテリ４０の充電に用いることはできず、別の利用をする。
【００３６】
また、車両ＥＵＣ３０は、排気浄化装置２０の酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の管理も行なう。酸化触媒２２については、触媒が活性化する温度（触媒活性下限温度）まで昇温しないと所望の触媒作用を得られないので触媒温度が触媒活性下限温度以上を維持するように管理する。ＤＰＦ２３については、ＰＭ堆積量が過剰になると再生時に大量のＰＭが燃焼することから過昇温をも招くので、ＰＭ堆積量を管理する。ただし、酸化触媒２２もＤＰＦ２３も、過剰に温度上昇すると熱損傷を受けるので、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の上限温度も規定しており、車両ＥＵＣ３０は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３を上限温度以下に管理する。すなわち、本実施形態では、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の双方、すなわちこれらの２２，２３から構成される排気浄化装置２０全体に着目して、車両ＥＣＵ３０は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度管理を行なう。
【００３７】
このため、排気浄化装置２０には、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度を検出する温度センサ１５が装備され、この温度センサ１５は、検出した温度情報が車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。車両ＥＣＵ３０では、例えば、排気浄化装置２０の代表温度として酸化触媒２２が活性下限温度未満であれば電気ヒータ２１を通電し、酸化触媒２２を活性温度下限以上に昇温させる。
【００３８】
ところで、本ハイブリッド電気自動車は、前述のように、大型或いは中型の商用車であり、輸送可能な重量を確保することや積載スペースを確保することが重要であり、更には、車両コストの高騰を抑えることも重要である。また、ハイブリッド電気自動車を適用する第１の目的は燃費改善効果である。したがって、このような商用車に必要な条件とのバランスを考慮して、このバッテリ４０は、車両の大きさに対するバッテリ容量（充電容量，熱容量）が、乗用車のハイブリッド電気自動車の場合よりも相対的に小さいものが搭載されている。
【００３９】
さらに、商用車の場合、積載重量を確保し効率良く輸送をする観点から、乗用車に比べて大型車両が多く、このため、高出力の回生や力行を行なう場合も多い。つまり、限られた容量のバッテリ４０で、高出力の回生や力行を行なう場合が多く発生する。バッテリ４０は小容量なので熱容量も小さいため、バッテリ４０で大きな熱量の発熱を伴う高出力の回生や力行を行なうと、バッテリ４０の温度上昇も著しくなる。
【００４０】
バッテリ４０は高温状態になると劣化が促進するので、バッテリ４０の温度が過剰に上昇しないように、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の温度を管理する。
また、バッテリ４０は充電量が過剰に高くなると発熱し劣化を招くと共に、充電量が過剰に低下しても劣化を招く。そこで、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充電量も管理する。
【００４１】
このため、バッテリ４０には、バッテリ４０の温度を検出するバッテリ温度センサ５３が装備され、このバッテリ温度センサ５３は、検出したバッテリ温度ＴＢ情報が車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。また、車両ＥＣＵ３０に接続されたバッテリＥＣＵ３３から算出されたバッテリ４０の充電量ＳＯＣが入力されるように接続される。
これにより、車両ＥＣＵ３０のバッテリ充放電制限手段３０ｂは、バッテリ温度センサ５３により検出されたバッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度（上限温度）ＴＢ１を超えたらバッテリ４０の充放電を禁止し（または充放電量を減少させる）、また、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値（所定の充電量）ＳＯＣ１以上になったらバッテリ４０の充放電を禁止する（または充放電量を減少させる）。この所定の温度ＴＢ１は、バッテリの充放電を制限しないと劣化が進んでしまう温度として設定されるもので、予め経験的、実験的に設定されるものである。また、バッテリ温度ＴＢは、バッテリ電流センサ５１により検出された電流、バッテリ電圧センサ５２により検出された電圧に基づいて推定してもよく、バッテリ温度センサ５３により検出された温度を各センサ５１，５２及びカウンタ５４により検出された電流等により補正して算出するものとしてもよい。ここで、バッテリ充放電を禁止する条件に用いられる上限温度ＴＢ１よりも、バッテリ充放電量を減少させる条件に用いられる上限温度ＴＢ１のほうが低い温度に設定される。
【００４２】
なお、バッテリ４０の充電には、回生制動時の回生電力を利用することが最もエネルギを有効利用することになり省エネルギ効果が得られるが、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の下限値以下になったら充電量を確保してバッテリ４０を保護するために、車両ＥＣＵ３０は、インバータＥＣＵ３２を制御して、エンジン１の駆動トルクによりモータ３を発電機として駆動し、この発電電力によりバッテリ４０を充電する。
【００４３】
そして、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０は、回生発電による電力をバッテリ４０に供給することができないので、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しない限り、回生発電による電力を電気ヒータ２１に供給するように制御する。
【００４４】
なお、ここで、電気ヒータ２１の作動禁止条件とは、前述のように、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３を上限温度以下に管理するための条件であり、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度ＴＡが予め設定された第１上限温度ＴＡ１以上であることと規定している。第１上限温度ＴＡ１は、例えば、予め実験的、経験的に求められ、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３が過昇温により熱損傷しない上限温度として設定されてもよいし、触媒活性温度域の上限として設定されてもよい。
【００４５】
したがって、換言すれば、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えるかバッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になるかのいずれかの理由によりバッテリ４０の充放電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０の制御手段３０ａは、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度ＴＡが予め設定された第１上限温度ＴＡ１未満である限り、回生発電による電力を電気ヒータ２１に供給するように制御する。
【００４６】
なお、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立する場合には、回生発電は禁止されるため、回生制動トルクが発生しないことになるが、車両ＥＣＵ３０は、例えば、エンジンＥＣＵ３１を制御して回生制動トルクに替えてエンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、当然に各左右前後輪に配設された機械式の制動機構（ブレーキ機構）の作動を行なう。
【００４７】
〔作用・効果〕
本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されるため、例えば、図２に示すような制御が車両ＥＣＵ３０により行なわれる。この制御フローは、例えば数１０ｍｓ毎に、周期的に行なわれる。
まず、モータ３により回生発電を行なう条件が成立しているかを判定する（ステップＳ１０）。例えば、車両減速時の制動力を、モータ３の回生制動により発生させようとする場合である。
【００４８】
この回生発電条件が成立していると判定すると、モータ３を発電機として駆動して回生発電が行なわれる（ステップＳ１２）。
次に、バッテリ温度センサ５２により検出されたバッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いかを判定する（ステップＳ１４）。
バッテリ温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも低いと判定されると、バッテリＥＣＵ３３により算出されたバッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量（上限値）ＳＯＣ１よりも大きいかを判定する（ステップＳ１６）。前述のように、所定の充電量ＳＯＣ１は、これ以上の過剰な充電はバッテリ４０の負担を大きくし劣化を招く充電量の上限として設定され、略満充電に相当する充電量として設定される。
【００４９】
バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも小さいと判定されると、バッテリ４０を充電する（ステップＳ１８）。
そして、制御フローを終了する（リターン）。
一方、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定され、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも大きいと判定されると、図３に示す電気ヒータ制御が行なわれる。まず、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１より高いかを判定する（ステップＳ１２０）。酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１より低いと判定されると、電気ヒータ２１に通電する（ステップＳ１２２）。これにより、酸化触媒２２が電気ヒータ２１により昇温される。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００５０】
また、酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１より高いと判定されると、電気ヒータ２１への通電を停止する（ステップＳ１３０）。この場合、電気ヒータ２１への通電を停止するとともにバッテリ４０の充電も行なっていない。すなわち、回生制動による回生発電を行なわないが、適宜、エンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、当然に各前後左右輪に配設された機械式の制動機構の作動を行なう。
【００５１】
そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両ＥＣＵ３０により、モータ３の回生発電中にバッテリ温度ＴＢが、バッテリ４０の充放電を制限しないと劣化が進んでしまう温度所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定されると、バッテリ４０の充放電が制限されるため、バッテリ４０の劣化を防止することができる。
【００５２】
車両ＥＣＵ３０により、モータ３の回生発電中にバッテリ４０の充電量ＳＯＣが、これ以上の過剰な充電はバッテリ４０の負担を大きくし劣化を招く充電量の上限である所定の充電量ＳＯＣ１よりも高いと判定されると、バッテリ４０の充放電が制限されるため、バッテリ４０の劣化を防止することができる。
すなわち、バッテリ温度ＴＢがバッテリ温度ＴＢ１よりも低いと判定され、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１より小さいと判定されると、モータ３の回生発電による発電電力によりバッテリ４０は充電されるため、バッテリ４０の充電量を確保することができる。バッテリ温度ＴＢがバッテリ温度ＴＢ１よりも高い、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１より高いと判定されると、モータ３の発電電力によりバッテリ４０の充電は制限され、発電電力を電気ヒータ２１に供給するため、モータ３の回生発電による発電電力を有効に利用することができる。つまり、回生電力を有効利用して酸化触媒２２を活性温度に昇温させることができる。
【００５３】
さらに、酸化触媒２２で昇温された排出ガスは、直下流のＤＰＦ２３に供給され、ＤＰＦ２３を昇温することにより、堆積したＰＭを焼却してＤＰＦ２３を再生することができる。
ただし、バッテリ４０の充電が制限された場合であっても、酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１以上であれば、電気ヒータ２１に発電電力を供給しないため、酸化触媒２２の過昇温を防止し、酸化触媒２２の熱劣化や熱損傷を防止することができる。さらに、酸化触媒２２の直下流のＤＰＦ２３の過昇温を防止し、熱劣化や熱損傷を防止することができる。ＤＰＦ２３の過昇温を防止することにより、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭが連鎖燃焼することを防止することができる。この連鎖燃焼の防止により、ＤＰＦ２３の温度制御がしやすくなる。
【００５４】
すなわち、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電が制限された場合に、酸化触媒２２の温度が第１上限温度ＴＡ１より低ければ、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しないと判定し、電気ヒータ２１に発電電力を供給するため、酸化触媒２２を昇温することで、バッテリ４０の消費電力が抑えられ燃費の向上に寄与する。また、排気浄化装置２０の昇温のために使用するエンジン燃料噴射の機会が減少することで、さらに車両の燃費の向上に寄与する。
【００５５】
〔第２実施形態〕
図４は、第２実施形態にかかる電気ヒータ制御を説明するフローチャートである。この図４を用いるとともに、図１を流用して、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置の第２実施形態を説明する。
〔全体構成〕
本実施形態は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度の何れか一方に着目して電気ヒータ２１の作動を制御するものである。このため、排気浄化装置２０には、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度を検出する温度センサ１５が装備され、この温度センサ１５は、検出した酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度情報が車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。
【００５６】
バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０は、回生発電による電力をバッテリ４０に供給することができないので、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しない限り、回生発電による電力を触媒昇温用ヒータ又はフィルタ再生用ヒータとしての電気ヒータ２１に供給するように制御する。
【００５７】
なお、ここで、電気ヒータ２１の作動禁止条件とは、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３を上限温度以下に管理するための条件であり、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが予め設定された第２上限温度ＴＡ２以上であることと規定している。第２上限温度ＴＡ２は、例えば、予め実験的、経験的に求められ、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３が過昇温により熱損傷しない上限温度として設定される。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同様である。
【００５８】
〔作用・効果〕
本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されるため、例えば、図４に示すような電気ヒータ制御が車両ＥＣＵ３０により行なわれる。なお、第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御の図２に示すメインルーチンは、第１実施形態と同様である。
【００５９】
バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定され、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも大きいと判定されると、図４に示す電気ヒータ制御が行なわれる。まず、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２より高いかを判定する（ステップＳ２２０）。
酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２より低いと判定されると、電気ヒータ２１に通電する（ステップＳ２２２）。これにより、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３が電気ヒータ２１により昇温される。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００６０】
また、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２より高いと判定されると、電気ヒータ２１への通電を停止する（ステップＳ２３０）。この場合、電気ヒータ２１への通電を停止するとともにバッテリ４０の充電も行なっていない。この場合、例えば、回生制動による回生発電を行なわないが、適宜、エンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、当然に各前後左右輪に配設された機械式の制動機構（ブレーキ機構）の作動を行なう。
【００６１】
そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充電が制限された場合であっても、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２以上であれば、電気ヒータ２１に発電電力を供給しないため、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の過昇温を防止することができる。酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の過昇温を防止することにより、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の溶損等による破損を防止することができる。ＤＰＦ２３の過昇温を防止することにより、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭが連鎖燃焼することを防止することができる。この連鎖燃焼の防止により、ＤＰＦ２３を適切に温度制御することができる。
【００６２】
すなわち、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電が制限された場合に、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度が第２上限温度ＴＡ２より低ければ、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しないと判定し、電気ヒータ２１に発電電力を供給するため、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３を昇温して、酸化触媒２２の場合には活性化させることができ、ＤＰＦ２３の場合には堆積したＰＭを燃焼させＤＰＦ２３を再生することができる。回生電力を用いて酸化触媒２２を活性化させたり、回生電力を用いて堆積したＰＭを燃焼させＤＰＦ２３を再生したりすることで、バッテリ４０の消費電力が抑えられ燃費の向上に寄与する。
【００６３】
なお、本発明の第２実施形態の変形例として、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３にそれぞれ温度センサ１５ａ，１５ｂを装備し、例えば上流側の酸化触媒２２に、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３を昇温する電気ヒータ２１を装備する構成としてもよい。この場合、車両ＥＣＵ３０は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の各温度Ｔａ，Ｔｂがそれぞれの上限温度Ｔａ１，Ｔｂ１に達しないように電気ヒータ２１の通電制御を行なう。
【００６４】
つまり、温度センサ１５ａにより検出された酸化触媒２２の温度Ｔａがその上限温度Ｔａ１以下であり、且つ、温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度Ｔｂがその上限温度Ｔｂ１以下であると判定されると、電気ヒータ２１への通電を行なう。また、温度センサ１５ａにより検出された酸化触媒２２の温度Ｔａがその上限温度Ｔａ１よりも大きい、又は、温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度Ｔｂがその上限温度Ｔｂ１よりも大きいと判定されると、電気ヒータ２１への電力供給を停止する。これにより、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３がそれぞれ上限温度を超えないように管理することができる。
【００６５】
本発明の第２実施形態の変形例にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、それぞれの温度センサ１５ａ，１５ｂにより検出された温度Ｔａ，Ｔｂが上限温度に達しないように電気ヒータ２１の通電制御を行なうため、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３のそれぞれの過昇温を防止することができる。また、この過昇温の防止により、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の熱損傷を防止することができる。
【００６６】
〔第３実施形態〕
図５は第３実施形態にかかる電気ヒータ制御を説明するフローチャートである。この図５を用いると共に、図１を流用して、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置の第３実施形態を説明する。
【００６７】
〔全体構成〕
本実施形態では、電気ヒータ２１が、フィルタ再生用ヒータとして装備され、インバータ４１から電力を供給されうるように接続される。
また、車両ＥＣＵ３０の排気微粒子検出手段３０ｃは、ＤＰＦ２３に捕捉されて堆積したＰＭの量を推定する。このＰＭの堆積量の推定は、ＰＭの堆積量が大きくなるとＤＰＦ２３の上下流差圧も大きくなり、ＰＭの堆積量が所定量に達するとＤＰＦ２３の上下流差圧もこれに応じた値になることに着目して、ＰＭの堆積量が所定値に達したことを判定する。
【００６８】
このため、ＤＰＦ２３の上流側および下流側に図示しない差圧センサが設けられ、差圧の検出情報が車両ＥＣＵ３０に送られるようになっており、車両ＥＣＵ３０では、差圧検出情報から上記の判定を行なって、ＰＭの堆積量が所定値に達したら、再生処理を始める。再生処理は、エンジン１を再生用で運転する場合と、電気ヒータ２１で加熱する場合があり、再生処理中は、エンジン１の運転状態を監視して、エンジン１の運転状態に応じて燃焼するＰＭ燃焼量を逐次算出して、または、電気ヒータ２１は、ＰＭ燃焼量が通電時間等に対応するものとして、所定値からＰＭ燃焼量を逐次減算していくことにより、その時点のＰＭの堆積量を算出する。
【００６９】
なお、ＰＭの堆積量が僅かであってもＤＰＦ２３の上下流差圧からＰＭの堆積量を推定できる場合には、この差圧センサにより検出された差圧のみに応じて、ＰＭの堆積量を推定するものとしてもよい。例えば、差圧センサにより検出された差圧が下限値なった場合にＰＭが堆積されていない（ＰＭの堆積量が検出されない）と推定することもできる。
その他の構成は図１に示す第１実施形態と同様である。
【００７０】
〔作用・効果〕
本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は上述のように構成されるため、例えば図５に示すような電気ヒータ制御の制御フローが実行される。なお、第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御の図２に示すメインルーチンは、第１実施形態と同様である。
【００７１】
まず、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭの量が検出されるかを判定して（ステップＳ３２０）、ＰＭの堆積量が検出された場合には、電気ヒータ２１に通電する（ステップＳ３２２）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。また、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭの量が検出されないと判定されると、電気ヒータ２１への通電を停止し（ステップＳ３３０）、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了（リターン）する。
【００７２】
本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電が制限された場合、車両ＥＣＵ３０によりＤＰＦ２３にＰＭが堆積していると推定されると、電気ヒータ２１へ発電電力を供給するため、ＤＰＦ２３にＰＭが堆積している場合に、適切にＤＰＦ２３を昇温して、堆積したＰＭを焼却し、ＤＰＦ２３を再生することができる。
【００７３】
車両ＥＣＵ３０は、例えばＤＰＦ２３の温度が十分高くＰＭが燃焼されて堆積したＰＭが検出されない場合、電気ヒータ２１への発電電力を供給しないため、ＤＰＦ２３の過昇温を防止することができる。この過昇温を防止することにより、ＤＰＦ２３の溶損等による破損を防止することができる。
【００７４】
〔第４実施形態〕
図６は第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の要部の構成を示す図であり、図７は第４実施形態にかかる電気ヒータ制御を説明するフローチャートである。これらの図６，図７を用いると共に、図１を流用して、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置の第４実施形態を説明する。
【００７５】
〔全体構成〕
本実施形態では、図６に示すように、排気浄化装置２０にそなえられた酸化触媒２２およびＤＰＦ２３には、酸化触媒２２を昇温する第１電気ヒータ２１ａと，ＤＰＦ２３を昇温する第２電気ヒータ２１ｂがそれぞれ装備され、インバータ４１から電力を供給されうるように接続される。
【００７６】
また、酸化触媒２２の温度を検出する第１温度センサ１５ａとＤＰＦ２３の温度を検出する第２温度センサ１５ｂとが装備される。これらの温度センサ１５ａ，１５ｂにより検出された酸化触媒２２の温度ＴＦおよびＤＰＦ２３の温度ＴＲは車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。
バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０は、回生発電による電力をバッテリ４０に供給することができないので、電気ヒータ２１ａ，２１ｂの作動禁止条件が成立しない限り、回生発電による電力を電気ヒータ２１ａ，２１ｂに供給するように制御する。
【００７７】
なお、ここで、電気ヒータ２１ａ，２１ｂの作動禁止条件とは、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３をそれぞれの上限温度ＴＦ，ＴＲ以下に管理するための条件である。
第１電気ヒータの作動禁止条件としては、例えば、予め試験等を実施して求められ、酸化触媒２２の過昇温により酸化触媒２２が熱損しない温度を第１上限温度ＴＦ１として設定してもよいし、触媒活性温度域（触媒が良好な活性状態である温度域）の上限温度を第１上限温度ＴＦ１として設定してもよい。また、第２電気ヒータの作動禁止条件としては、例えば、ＤＰＦ２３の過昇温により熱損しない第２上限温度ＴＲ１として設定する。
【００７８】
また、図示しないタイマが装備され、時間をカウントしたカウント値ｔが車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。このタイマは車両ＥＣＵ３０により、カウント開始およびリセットを制御される。
ここで、ＤＰＦ２３は、酸化触媒２２の直下流にあるため、酸化触媒２２の温度ＴＦに影響を受ける。例えば、酸化触媒２２の温度ＴＦが昇温すれば、この昇温がＤＰＦ２３に熱量が減衰し遅延して伝達し、ＤＰＦ２３の温度ＴＲも昇温する。
【００７９】
このため、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１よりも高い場合、第２電気ヒータ２１ｂの通電を停止すればＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１以下に下がる場合もあるが、第１電気ヒータ２１ａに通電して酸化触媒２２を昇温し続けると、直下流のＤＰＦ２３をも昇温し続け、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１よりも高い状態を保持してしまう。これを防止するために、車両ＥＣＵ３０は電気ヒータ２１ａ，２１ｂをそれぞれ制御する。つまり、酸化触媒２２の昇温によりＤＰＦ２３が熱損傷しないように、第２電気ヒータ２１ｂの通電を停止してから所定時間ｔ１だけＤＰＦ２３の温度ＴＲを監視して、所定時間ｔ１が経過してもＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１よりも高い場合には、電気ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電をいずれも停止する制御を行なう。所定時間ｔ１は、酸化触媒２２の昇温のＤＰＦ２３への影響を監視する時間であり、酸化触媒２２の昇温に対するＤＰＦ２３の伝達応答時間等に基づいて、予め設定される。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同様である。
【００８０】
〔作用・効果〕
本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されるため、例えば、図７に示すような電気ヒータ制御が車両ＥＣＵ３０により行なわれる。なお、第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御の図２に示すメインルーチンは、第１実施形態と同様である。
【００８１】
かかる電気ヒータ制御は、まず、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定され、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも大きいと判定されると、図７に示す電気ヒータ制御が行なわれる。まず、第１温度センサ１５ａにより検出された酸化触媒２２の温度ＴＦが第１上限温度ＴＦ１より高いかを判定する（ステップＳ４２０）。酸化触媒２２の温度ＴＦが第１上限温度ＴＦ１以下と判定されると、第２温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いかを判定する（ステップＳ４２２）。ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１以下と判定されると、第１電気ヒータ２１ａに通電し、第２電気ヒータ２１ｂに通電する（ステップＳ４２４）。第１電気ヒータ２１ａに通電し、第２電気ヒータ２１ｂに通電すると、タイマをオフしてタイマカウントをリセットする（ステップＳ４２６）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８２】
また、ステップＳ４２２において、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いかと判定されると、タイマのカウント値ｔが所定時間ｔ１以上であるかを判定する（ステップＳ４３０）。タイマのカウント値ｔが所定時間ｔ１よりも小さいと判定されると、第１電気ヒータ２１ａに通電し、第２電気ヒータ２１ｂへの通電を停止する（ステップＳ４３４）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８３】
また、ステップＳ４２０において、酸化触媒２２の温度ＴＦが第１上限温度ＴＦ１より高いと判定されると、第２温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いかを判定する（ステップＳ４４０）。ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１以下と判定されると、第１電気ヒータ２１ａへの通電を停止し、第２電気ヒータ２１ｂへの通電を行なう（ステップＳ４４２）。次に、タイマをオフしてタイマカウントをリセットする（ステップＳ４４４）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８４】
また、ステップＳ４４０において、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いと判定されると、第１および第２電気ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電を停止する（ステップＳ４５０）。この場合、電気ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電を停止するとともにバッテリの充電も行なっていない場合には、発電電力を発生させる回生制動を行なわないが、適宜、エンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、各前後左右輪に配設された機械式の制動機構（ブレーキ機構）の作動を行なう。次に、タイマをオフしてタイマカウントをリセットする（ステップＳ４５２）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８５】
本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、第１実施形態および第２実施形態の効果を奏する。
【００８６】
〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施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変形して実施することができる。
【００８７】
上述の第１〜第４実施形態では、バッテリ４０の充放電が制限された場合に、モータ３の回生発電による電力を電気ヒータ２１に供給するが、この電力の供給先を、図８に示す吸気管１１に介装された吸気加熱装置６１にも供給する構成としてもよい。同様に、フィルタ１０の上流側の排気管１２に介装された排気加熱装置６２にも供給する構成としてもよい。
【００８８】
この構成によれば、バッテリ４０の充放電が制限された場合、モータ３の回生時の発電電力を吸気加熱装置６１または排気加熱装置６２に供給するため、排出ガスの温度を上昇することができる。この排出ガスの温度上昇により、排気浄化装置２０の昇温に寄与する。また、従来、バッテリの充放電が制限された場合に、捨てられていた回生発電による電力を吸気加熱装置６１または排気加熱装置６２に供給するための電力として有効に利用することができる。電気ヒータ２１への発電電力の供給に加えて、吸気加熱装置６１または排気加熱装置６２への発電電力の供給をすることで、より効率的に排気浄化装置２０を昇温することができる。また、排気浄化装置２０の昇温のために使用するエンジン燃料噴射の機会が減少することで、さらに車両の燃費の向上に寄与する。
【００８９】
上述の第１〜第４実施形態では、エンジン１、インバータ４１、バッテリ４０は、各ＥＣＵ３１，３２，３３により直接制御され、これらの各ＥＣＵ３１，３２，３３を車両ＥＣＵ３０が統合制御する構成であるが、かかる制御構成でなく、車両ＥＣＵが一括してエンジン１、インバータ４１、バッテリ４０を直接制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、内燃機関と電動発電機とを搭載したハイブリッド電気自動車に適用できる。特に、車両の大きさに対してバッテリの容量が限られているハイブリッド電気自動車に適用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１ エンジン
２ クラッチ
３ モータ
４ 変速機
５ プロペラシャフト
６ ディファレンシャル
７ ドライブシャフト
８ 駆動輪
１１ 吸気管
１２ 排気管
１５ 温度センサ
２０ 排気浄化装置
２１ 電気ヒータ（触媒昇温用ヒータ，フィルタ再生用ヒータ）
２２ 酸化触媒（排気浄化触媒）
２３ ＤＰＦ（フィルタ）
３０ 車両ＥＣＵ
３０ａ 制御手段
３０ｂ バッテリ充放電制限手段
３０ｃ 排気微粒子検出手段
３１ エンジンＥＣＵ
３２ インバータＥＣＵ
３３ バッテリＥＣＵ
４０ バッテリ
４１ インバータ
５１ バッテリ電流センサ
５２ バッテリ電圧センサ
５３ バッテリ温度センサ
５４ バッテリ充放電カウンタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特に、バッテリの充電と排気浄化装置の昇温とを制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の走行駆動源として、内燃機関（以下、エンジンとも言う）と電動発電機（以下、電動モータ、又は単に、モータとも言う）とを搭載したハイブリッド電気自動車が実用化されている。このハイブリッド電気自動車では、電動モータの力行時の電力供給や、モータの回生制動時の発電電力による充電を行なうために、バッテリが装備される。特に、モータの回生電力によるバッテリの充電は、燃費向上に寄与する。
【０００３】
このようなバッテリには充電容量に限度があり、過剰な充電はバッテリの負担を大きくし劣化を招くので、通常、バッテリが満充電（又は満充電よりも低い高充電）の状態になるとそれ以上の充電は行なわないように管理される。したがって、バッテリが満充電の状態になると、モータにおいて回生電力を発生させる回生制御も行なわないように管理され、回生制御を通じて本来利用することが可能な回生電力を無駄にしてしまうという技術的課題があった。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、ＥＨＣ（Electric Heating Catalyst）等の電熱ヒータ付き触媒を備えるハイブリッド電気自動車において、バッテリが満充電の状態になると、モータにより発生した回生電力を触媒の電熱ヒータに供給して触媒を暖機して活性化することにより、排気を効率よく浄化するために回生電力を有効に利用する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の技術では、バッテリの充電容量に着目し、バッテリの保護を図りながら回生電力を有効に利用しているが、バッテリを保護するには、充電容量への着目だけでは十分でない。つまり、バッテリの劣化要因は、過充電だけではない。バッテリの過剰な温度上昇もバッテリの大きな劣化要因として挙げることができる。
ハイブリッド電気自動車の場合、通常、バッテリを収納するバッテリケース内を冷却して、バッテリの過剰な温度上昇が生じないようにしている。しかし、例えば商用車の場合には、このようなバッテリを冷却する装置を装備したハイブリッド電気自動車においても、バッテリの過剰な温度上昇が起こりうる。もちろん、冷却能力を高めれば、かかる課題は解消できるが、車両価格の高騰を招く等の理由から、かかる手段にも限度がある。
【０００７】
したがって、このような観点からバッテリを保護する場合にも、回生電力を有効に利用できるようにしたい。特に、商用車の場合には、バッテリの過剰な温度上昇が起こり易く、かかる要望が強い。
すなわち、ハイブリッド電気自動車に搭載するバッテリは重量も重く容積も大きい。これに対して、商用車の場合、輸送可能な重量を確保することや積載スペースを確保することが重要であり、更には、車両コストの高騰を抑えることも重要である。また、現時点において、商用車にハイブリッド電気自動車を適用する第１の目的は燃費改善効果である。したがって、このような商用車に必要な条件とのバランスを考慮すると、搭載可能なバッテリの容量が限られ、車両の大きさに対して小容量のバッテリを搭載することになる。
【０００８】
さらに、商用車の場合、乗用車に比べて車重が大きく、高出力の回生や力行を行なう場合も多い。つまり、限られた容量のバッテリで、高出力の回生や力行を行なう場合が多く発生する。また、バッテリは、充電時や放電時に発熱を伴うが、小容量（即ち、熱容量が小さい）のバッテリで大きな熱量の発熱を伴う高出力の回生や力行を行なうと、バッテリの温度上昇も著しくなる。
【０００９】
バッテリは過剰に高温になると劣化が進むため、バッテリが過剰に高温にならないように、例えば、バッテリの温度が上限又は上限近傍に達したら回生制御を制限するなど充放電を制限して、バッテリの発熱を抑えて温度低下を促進するなど、バッテリの温度管理が必要である。
したがって、バッテリの温度管理上からも回生制御の制限が必要になり、回生制御を通じて本来利用することが可能な回生電力を無駄にしてしまう場合が発生し、課題となる。
【００１０】
本発明は、かかる課題に鑑み創案されたものであり、車両の大きさに対して限られたバッテリ容量であっても、回生発電による発電電力を有効に利用することができるハイブリッド電気自動車の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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、走行用トルクを出力しうるエンジンと、上記エンジンから排出された排出ガスを浄化する排気浄化装置と、上記排気浄化装置に設けられた電気ヒータと、走行用トルクを出力しうると共に上記エンジンの駆動による発電及び制動時のエネルギ回生による発電が可能な電動発電機と、上記電動発電機による発電電力によって充電可能なバッテリとをそなえたハイブリッド電気自動車において、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、上記バッテリ温度検出手段により、上記バッテリの温度が予め設定された所定温度（充放電を制限しなければ上記バッテリの劣化が促進される温度）よりも高くなった場合、上記バッテリの充放電を制限するバッテリ充放電制限手段と、上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限された場合には、上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しない限り、上記電気ヒータに上記回生による発電電力を供給する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、上記排気浄化装置は排気浄化触媒を備え、上記電気ヒータは上記排気浄化触媒を活性温度に昇温させる触媒昇温用ヒータであって、上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記排気浄化触媒の温度が予め設定された第１上限温度以上であることが設定され、上記排気浄化触媒の温度を検出（又は推定）する触媒温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記触媒温度検出手段により検出された上記排気浄化触媒の温度を上記第１上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定することが好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタの温度が予め設定された第２上限温度以上であることが設定され、上記フィルタの温度を検出（又は推定）するフィルタ温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記フィルタ温度検出手段により検出された上記フィルタの温度を上記第２上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定することが好ましい。
【００１４】
また、上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタに排気微粒物質が堆積していないことが設定され、上記フィルタに堆積した排気微粒物質の堆積量を検出（又は推定）する排気微粒子検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記排気微粒子検出手段により検出された排気微粒物質の堆積量から上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定することが好ましい。
【００１５】
また、上記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限されない場合には、上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が予め設定された所定充電量（略満充電）未満ならば、発電電力を上記バッテリに充電し、上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が上記所定充電量以上ならば、上記回生による発電電力を上記電気ヒータに供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動発電機の回生発電中にバッテリ温度が所定温度よりも高くなり、バッテリの充放電が制限された場合には、電動発電機の回生発電による電力（回生電力）を電気ヒータに供給して排気浄化装置を昇温させるので、回生電力を有効に利用することができる。このように電気ヒータに回生電力を供給することにより、バッテリの電力消費が抑えられ、車両の燃費の向上に寄与する。
【００１７】
また、電気ヒータが排気浄化触媒を活性温度に昇温させる触媒昇温用ヒータであれば、回生電力を有効利用して排気浄化触媒を活性温度に昇温させることができる。
ただし、バッテリの充電が制限された場合であっても、排気浄化触媒の温度が第１上限温度以上であれば、触媒昇温用ヒータである電気ヒータに発電電力を供給しないため、排気浄化触媒の過昇温を防止し、排気浄化触媒の熱劣化や熱損傷を防止することができる。
【００１８】
また、電気ヒータがフィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させフィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであれば、回生電力を有効利用してフィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させフィルタを再生することができる。
ただし、バッテリの充放電が制限された場合であっても、フィルタの温度が第２上限温度以上であれば、フィルタ再生用ヒータである電気ヒータに回生電力を供給しないため、フィルタの過昇温を防止して、フィルタの熱劣化や熱損傷を防止することができる。
【００１９】
また、バッテリの充放電が制限された場合、排気微粒子検出手段によりフィルタに排気微粒物質が堆積していると検出されると、フィルタ再生用ヒータである電気ヒータへ回生電力を供給するため、回生電力を有効利用してフィルタを昇温してフィルタに堆積している排気微粒物質を燃焼させフィルタを再生することができる。
ただし、フィルタに排気微粒物質が堆積していない場合、フィルタ再生用ヒータである電気ヒータへ発電電力を供給しないため、フィルタの過昇温を防止して、フィルタの熱劣化や熱損傷を防止することができる。
【００２０】
また、バッテリ温度が所定温度よりも高くなく、バッテリの充放電が制限されない場合には、バッテリ充電量が所定充電量未満ならば、回生電力によりバッテリが充電されるため、バッテリの充電量を確保することができる。バッテリ充電量が所定充電量以上ならば、回生電力を電気ヒータに供給するため、バッテリの過充電を防ぐとともに、回生電力を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１〜４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１〜４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のメインルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の要部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御のサブルーチンのフローチャートである。
【図８】第１〜第４実施形態の変形例にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の要部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図３は本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置を説明するもので、図１はその全体構成を示す図、図２，３はその制御のフローチャートである。
【００２３】
〔動力系の構成〕
まず、本実施形態にかかる制御装置が適用されるハイブリッド電気自動車の動力系の構成を説明する。本実施形態にかかるハイブリッド電気自動車は、例えば、トラック又はバスといった商用車であり、ディーゼルエンジンを搭載している。
図１に示すように、車両の前部には、駆動系として、エンジン（内燃機関）１，クラッチ２，モータ（電動発電機）３及び変速機（トランスミッション）４を備えている。
【００２４】
エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、このエンジン１の排気管１２には排気浄化装置２０が装備されている。この排気浄化装置２０には電気ヒータ２１が装備されている。
クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間に介装され、クラッチ２を遮断すれば、エンジン１は車両の駆動系から切り離されて動力伝達はなされず、クラッチ２を接続すれば、エンジン１は車両の駆動系に加わり動力伝達がなされる。
【００２５】
モータ３は、その直下流側の変速機４と常時接続されており、インバータ４１によって作動を制御される。インバータ４１は、力行時には、バッテリ（例えば、リチウムイオン電池等の充放電可能な複数個のセルからなる二次電池）４０からモータ３に電力を供給して出力トルクを発生させる電動機として機能させ、回生制動時には、車両の運動エネルギを用いて電力を発電（回生発電）する発電機としてモータ３を機能させ、回生発電による電力を、通常状態ではバッテリ４０の充電に用い、特定状態では排気浄化装置２０の電気ヒータ２１に供給するよう構成される。
【００２６】
変速機４は、その入力軸がモータ３の回転軸に接続されており、この変速機４の出力軸は、プロペラシャフト５，ディファレンシャル６，ドライブシャフト７等を備えた動力伝達系を介して、駆動輪（ここでは、左右の後輪）８に接続されている。
したがって、車両の力行時には、変速機４の入力軸に入力された駆動トルクを、選択された変速段に応じた変速比で変速して動力伝達系に出力する。この場合、クラッチ２を接続すれば、このクラッチ２を介して伝達されたエンジン１およびモータ３の両出力トルクが変速機４に入力され、クラッチ２を遮断すれば、モータ３のみの出力トルクが変速機４に入力される。
【００２７】
また、回生制動時には、車両の運動エネルギによる回転トルクが駆動輪８から動力伝達系７，６，５を経て変速機４に入力され、駆動輪８からの入力回転を変速機４の変速段に応じた変速比で変速して、発電機として機能するモータ３を回転駆動し、車両の制動と共に回生発電を実施することができる。この場合、クラッチ２を遮断すれば、車両の運動エネルギが発電機としてのモータ３の駆動のみに利用され、効率よくエネルギ回収を行なうことができる。また、クラッチ２を接続すれば、インバータ４１によるモータ３の制御による回生ブレーキとエンジンブレーキとの併用や、エンジンブレーキのみの作動を行なうことができる。
【００２８】
エンジン１には、吸気を取り込む吸気管１１がインテークマニホールド（図示略）を介して接続され、排気を排出する排気管１２がエキゾーストマニホールド（図示略）を介して接続されている。この排気管１２の途中には、排気浄化装置２０が介装されている。
この排気浄化装置２０は、排気中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）を除去する排気浄化触媒としての酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）２２と、排気中のＰＭ（排気微粒物質）を捕捉するＤＰＦ（Diesel particulate filter：ディーゼルパティキュレータフィルタ）２３とを一体のケース内に収納してそなえている。
【００２９】
このような排気浄化装置２０には、前述の電気ヒータ２１が装備されている。
電気ヒータ２１は、酸化触媒２２を昇温させて活性化するため、及び、ＤＰＦ２３に捕捉されたＰＭを燃焼させて除去しＤＰＦ２３を再生するために設けられている。
【００３０】
〔制御系の構成〕
エンジン１，クラッチ２，モータ３，バッテリ４０及びインバータ４１の制御又は管理は、コンピュータを用いた電子制御によって行なわれるようになっている。
エンジン１を制御するためにエンジンＥＣＵ３１が、モータ３及び電気ヒータ２１を操作するインバータ４１を制御するためにインバータＥＣＵ３２が、バッテリ４０を管理するためにバッテリＥＣＵ３３が、それぞれ設けられ、これらのエンジンＥＣＵ３１，インバータＥＣＵ３２，バッテリＥＣＵ３３及びクラッチ２を制御するために、車両ＥＣＵ３０が設けられている。
【００３１】
これらの各ＥＣＵ３０，３１，３２，３３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力回路等からなるコンピュータであって、適宜の機器類が付設又は接続されている。
車両ＥＣＵ３０は、車両の走行状態（例えば、車速），車両への駆動又は制動指令の状態（例えば、アクセル操作量やブレーキ操作量），バッテリ４０の充電量（以下、充電量の値を「ＳＯＣ」で示す）等に基づいて、エンジンＥＣＵ３１，インバータＥＣＵ３２，バッテリＥＣＵ３３及びクラッチ２を制御する。車両ＥＣＵ３０には、後述する制御手段３０ａ，バッテリ充放電制限手段３０ｂ，排気微粒子検出手段３０ｃの各機能がソフトウェアとして設けられている。
【００３２】
なお、バッテリＥＣＵ３３には、バッテリ４０の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ５１と、バッテリ４０の充放電電圧を検出するバッテリ電圧センサ５２と、バッテリ４０の充放電回数を検出するバッテリ充放電カウンタ５４とが接続されており、バッテリ４０の充電量は、このバッテリＥＣＵ３３によって、バッテリ４０の充放電時の電流，電圧に基づいて算出される。これらの各センサ５１，５２やカウンタ５４は、バッテリ４０の各セルに接続され、この各セルの電流，電圧，充放電回数を検出してもよいし、幾つかのセルに対して一つのセンサが接続され、この幾つかのセルの電流，電圧，充放電回数を検出してもよいし、これらの各セルに対してまたは幾つかのセルに対して１つのセンサを接続することを適宜組み合わせて各センサを配設してもよい。
【００３３】
また、インバータＥＣＵ３２は、インバータ４１を制御することにより、インバータ４１に接続されたモータ３，バッテリ４０及び電気ヒータ２１の電力の授受を管理する。例えば、モータ３の回生発電による発電電力を、通常状態であればバッテリ４０の充電にあてるが、後述の特定状態であれば電気ヒータ２１への通電にあてる。
車両ＥＣＵ３０は、駆動時には、アクセル操作量に基づいて、車両に必要な駆動トルクを設定すると共に、エンジン１とモータ３との何れを使用するか或いは両方を使用するかを設定し、エンジン１とモータ３との両方を使う場合には駆動トルクの配分を行なう。エンジンＥＣＵ３１やインバータＥＣＵ３２は、車両ＥＣＵ３０により設定された駆動トルクを出力するようにエンジン１又はモータ３の作動を制御する。
【００３４】
例えば車両の発進時には、基本的には、クラッチ２を切ってモータ３のみの駆動トルクを用い、その後の走行時には、エンジン１を始動させてクラッチ２を接続して、エンジン１の駆動トルクを主体に、モータ３の駆動トルクを補助的に用いて走行する。ただし、バッテリ４０の充電量が不足している場合には、発進時や走行時にモータ３を用いずエンジン１のみを用いて走行することもある。
【００３５】
また、制動時には、基本的には、クラッチ２を切って駆動輪８の回転エネルギをモータ３のみに送って回生発電を行なう。この回生発電による電力は、通常は、バッテリ４０の充電に用いられる。ただし、バッテリ４０の充電量が上限（満充電）又は上限の近傍（略満充電）に達している場合には、回生発電による電力をバッテリ４０の充電に用いることはできず、別の利用をする。
【００３６】
また、車両ＥＵＣ３０は、排気浄化装置２０の酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の管理も行なう。酸化触媒２２については、触媒が活性化する温度（触媒活性下限温度）まで昇温しないと所望の触媒作用を得られないので触媒温度が触媒活性下限温度以上を維持するように管理する。ＤＰＦ２３については、ＰＭ堆積量が過剰になると再生時に大量のＰＭが燃焼することから過昇温をも招くので、ＰＭ堆積量を管理する。ただし、酸化触媒２２もＤＰＦ２３も、過剰に温度上昇すると熱損傷を受けるので、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の上限温度も規定しており、車両ＥＵＣ３０は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３を上限温度以下に管理する。すなわち、本実施形態では、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の双方、すなわちこれらの２２，２３から構成される排気浄化装置２０全体に着目して、車両ＥＣＵ３０は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度管理を行なう。
【００３７】
このため、排気浄化装置２０には、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度を検出する温度センサ１５が装備され、この温度センサ１５は、検出した温度情報が車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。車両ＥＣＵ３０では、例えば、排気浄化装置２０の代表温度として酸化触媒２２が活性下限温度未満であれば電気ヒータ２１を通電し、酸化触媒２２を活性温度下限以上に昇温させる。
【００３８】
ところで、本ハイブリッド電気自動車は、前述のように、大型或いは中型の商用車であり、輸送可能な重量を確保することや積載スペースを確保することが重要であり、更には、車両コストの高騰を抑えることも重要である。また、ハイブリッド電気自動車を適用する第１の目的は燃費改善効果である。したがって、このような商用車に必要な条件とのバランスを考慮して、このバッテリ４０は、車両の大きさに対するバッテリ容量（充電容量，熱容量）が、乗用車のハイブリッド電気自動車の場合よりも相対的に小さいものが搭載されている。
【００３９】
さらに、商用車の場合、積載重量を確保し効率良く輸送をする観点から、乗用車に比べて大型車両が多く、このため、高出力の回生や力行を行なう場合も多い。つまり、限られた容量のバッテリ４０で、高出力の回生や力行を行なう場合が多く発生する。バッテリ４０は小容量なので熱容量も小さいため、バッテリ４０で大きな熱量の発熱を伴う高出力の回生や力行を行なうと、バッテリ４０の温度上昇も著しくなる。
【００４０】
バッテリ４０は高温状態になると劣化が促進するので、バッテリ４０の温度が過剰に上昇しないように、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の温度を管理する。
また、バッテリ４０は充電量が過剰に高くなると発熱し劣化を招くと共に、充電量が過剰に低下しても劣化を招く。そこで、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充電量も管理する。
【００４１】
このため、バッテリ４０には、バッテリ４０の温度を検出するバッテリ温度センサ５３が装備され、このバッテリ温度センサ５３は、検出したバッテリ温度ＴＢ情報が車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。また、車両ＥＣＵ３０に接続されたバッテリＥＣＵ３３から算出されたバッテリ４０の充電量ＳＯＣが入力されるように接続される。
これにより、車両ＥＣＵ３０のバッテリ充放電制限手段３０ｂは、バッテリ温度センサ５３により検出されたバッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度（上限温度）ＴＢ１を超えたらバッテリ４０の充放電を禁止し（または充放電量を減少させる）、また、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値（所定の充電量）ＳＯＣ１以上になったらバッテリ４０の充放電を禁止する（または充放電量を減少させる）。この所定の温度ＴＢ１は、バッテリの充放電を制限しないと劣化が進んでしまう温度として設定されるもので、予め経験的、実験的に設定されるものである。また、バッテリ温度ＴＢは、バッテリ電流センサ５１により検出された電流、バッテリ電圧センサ５２により検出された電圧に基づいて推定してもよく、バッテリ温度センサ５３により検出された温度を各センサ５１，５２及びカウンタ５４により検出された電流等により補正して算出するものとしてもよい。ここで、バッテリ充放電を禁止する条件に用いられる上限温度ＴＢ１よりも、バッテリ充放電量を減少させる条件に用いられる上限温度ＴＢ１のほうが低い温度に設定される。
【００４２】
なお、バッテリ４０の充電には、回生制動時の回生電力を利用することが最もエネルギを有効利用することになり省エネルギ効果が得られるが、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の下限値以下になったら充電量を確保してバッテリ４０を保護するために、車両ＥＣＵ３０は、インバータＥＣＵ３２を制御して、エンジン１の駆動トルクによりモータ３を発電機として駆動し、この発電電力によりバッテリ４０を充電する。
【００４３】
そして、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０は、回生発電による電力をバッテリ４０に供給することができないので、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しない限り、回生発電による電力を電気ヒータ２１に供給するように制御する。
【００４４】
なお、ここで、電気ヒータ２１の作動禁止条件とは、前述のように、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３を上限温度以下に管理するための条件であり、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度ＴＡが予め設定された第１上限温度ＴＡ１以上であることと規定している。第１上限温度ＴＡ１は、例えば、予め実験的、経験的に求められ、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３が過昇温により熱損傷しない上限温度として設定されてもよいし、触媒活性温度域の上限として設定されてもよい。
【００４５】
したがって、換言すれば、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えるかバッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になるかのいずれかの理由によりバッテリ４０の充放電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０の制御手段３０ａは、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度ＴＡが予め設定された第１上限温度ＴＡ１未満である限り、回生発電による電力を電気ヒータ２１に供給するように制御する。
【００４６】
なお、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立する場合には、回生発電は禁止されるため、回生制動トルクが発生しないことになるが、車両ＥＣＵ３０は、例えば、エンジンＥＣＵ３１を制御して回生制動トルクに替えてエンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、当然に各左右前後輪に配設された機械式の制動機構（ブレーキ機構）の作動を行なう。
【００４７】
〔作用・効果〕
本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されるため、例えば、図２に示すような制御が車両ＥＣＵ３０により行なわれる。この制御フローは、例えば数１０ｍｓ毎に、周期的に行なわれる。
まず、モータ３により回生発電を行なう条件が成立しているかを判定する（ステップＳ１０）。例えば、車両減速時の制動力を、モータ３の回生制動により発生させようとする場合である。
【００４８】
この回生発電条件が成立していると判定すると、モータ３を発電機として駆動して回生発電が行なわれる（ステップＳ１２）。
次に、バッテリ温度センサ５２により検出されたバッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いかを判定する（ステップＳ１４）。
バッテリ温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも低いと判定されると、バッテリＥＣＵ３３により算出されたバッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量（上限値）ＳＯＣ１よりも大きいかを判定する（ステップＳ１６）。前述のように、所定の充電量ＳＯＣ１は、これ以上の過剰な充電はバッテリ４０の負担を大きくし劣化を招く充電量の上限として設定され、略満充電に相当する充電量として設定される。
【００４９】
バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも小さいと判定されると、バッテリ４０を充電する（ステップＳ１８）。
そして、制御フローを終了する（リターン）。
一方、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定され、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも大きいと判定されると、図３に示す電気ヒータ制御が行なわれる。まず、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１より高いかを判定する（ステップＳ１２０）。酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１より低いと判定されると、電気ヒータ２１に通電する（ステップＳ１２２）。これにより、酸化触媒２２が電気ヒータ２１により昇温される。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００５０】
また、酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１より高いと判定されると、電気ヒータ２１への通電を停止する（ステップＳ１３０）。この場合、電気ヒータ２１への通電を停止するとともにバッテリ４０の充電も行なっていない。すなわち、回生制動による回生発電を行なわないが、適宜、エンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、当然に各前後左右輪に配設された機械式の制動機構の作動を行なう。
【００５１】
そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両ＥＣＵ３０により、モータ３の回生発電中にバッテリ温度ＴＢが、バッテリ４０の充放電を制限しないと劣化が進んでしまう温度所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定されると、バッテリ４０の充放電が制限されるため、バッテリ４０の劣化を防止することができる。
【００５２】
車両ＥＣＵ３０により、モータ３の回生発電中にバッテリ４０の充電量ＳＯＣが、これ以上の過剰な充電はバッテリ４０の負担を大きくし劣化を招く充電量の上限である所定の充電量ＳＯＣ１よりも高いと判定されると、バッテリ４０の充放電が制限されるため、バッテリ４０の劣化を防止することができる。
すなわち、バッテリ温度ＴＢがバッテリ温度ＴＢ１よりも低いと判定され、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１より小さいと判定されると、モータ３の回生発電による発電電力によりバッテリ４０は充電されるため、バッテリ４０の充電量を確保することができる。バッテリ温度ＴＢがバッテリ温度ＴＢ１よりも高い、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１より高いと判定されると、モータ３の発電電力によりバッテリ４０の充電は制限され、発電電力を電気ヒータ２１に供給するため、モータ３の回生発電による発電電力を有効に利用することができる。つまり、回生電力を有効利用して酸化触媒２２を活性温度に昇温させることができる。
【００５３】
さらに、酸化触媒２２で昇温された排出ガスは、直下流のＤＰＦ２３に供給され、ＤＰＦ２３を昇温することにより、堆積したＰＭを焼却してＤＰＦ２３を再生することができる。
ただし、バッテリ４０の充電が制限された場合であっても、酸化触媒２２の温度ＴＡが第１上限温度ＴＡ１以上であれば、電気ヒータ２１に発電電力を供給しないため、酸化触媒２２の過昇温を防止し、酸化触媒２２の熱劣化や熱損傷を防止することができる。さらに、酸化触媒２２の直下流のＤＰＦ２３の過昇温を防止し、熱劣化や熱損傷を防止することができる。ＤＰＦ２３の過昇温を防止することにより、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭが連鎖燃焼することを防止することができる。この連鎖燃焼の防止により、ＤＰＦ２３の温度制御がしやすくなる。
【００５４】
すなわち、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電が制限された場合に、酸化触媒２２の温度が第１上限温度ＴＡ１より低ければ、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しないと判定し、電気ヒータ２１に発電電力を供給するため、酸化触媒２２を昇温することで、バッテリ４０の消費電力が抑えられ燃費の向上に寄与する。また、排気浄化装置２０の昇温のために使用するエンジン燃料噴射の機会が減少することで、さらに車両の燃費の向上に寄与する。
【００５５】
〔第２実施形態〕
図４は、第２実施形態にかかる電気ヒータ制御を説明するフローチャートである。この図４を用いるとともに、図１を流用して、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置の第２実施形態を説明する。
〔全体構成〕
本実施形態は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の温度の何れか一方に着目して電気ヒータ２１の作動を制御するものである。このため、排気浄化装置２０には、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度を検出する温度センサ１５が装備され、この温度センサ１５は、検出した酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度情報が車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。
【００５６】
バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０は、回生発電による電力をバッテリ４０に供給することができないので、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しない限り、回生発電による電力を触媒昇温用ヒータ又はフィルタ再生用ヒータとしての電気ヒータ２１に供給するように制御する。
【００５７】
なお、ここで、電気ヒータ２１の作動禁止条件とは、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３を上限温度以下に管理するための条件であり、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが予め設定された第２上限温度ＴＡ２以上であることと規定している。第２上限温度ＴＡ２は、例えば、予め実験的、経験的に求められ、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３が過昇温により熱損傷しない上限温度として設定される。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同様である。
【００５８】
〔作用・効果〕
本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されるため、例えば、図４に示すような電気ヒータ制御が車両ＥＣＵ３０により行なわれる。なお、第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御の図２に示すメインルーチンは、第１実施形態と同様である。
【００５９】
バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定され、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも大きいと判定されると、図４に示す電気ヒータ制御が行なわれる。まず、温度センサ１５により検出された酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２より高いかを判定する（ステップＳ２２０）。
酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２より低いと判定されると、電気ヒータ２１に通電する（ステップＳ２２２）。これにより、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３が電気ヒータ２１により昇温される。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００６０】
また、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２より高いと判定されると、電気ヒータ２１への通電を停止する（ステップＳ２３０）。この場合、電気ヒータ２１への通電を停止するとともにバッテリ４０の充電も行なっていない。この場合、例えば、回生制動による回生発電を行なわないが、適宜、エンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、当然に各前後左右輪に配設された機械式の制動機構（ブレーキ機構）の作動を行なう。
【００６１】
そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充電が制限された場合であっても、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度ＴＡが第２上限温度ＴＡ２以上であれば、電気ヒータ２１に発電電力を供給しないため、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の過昇温を防止することができる。酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の過昇温を防止することにより、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の溶損等による破損を防止することができる。ＤＰＦ２３の過昇温を防止することにより、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭが連鎖燃焼することを防止することができる。この連鎖燃焼の防止により、ＤＰＦ２３を適切に温度制御することができる。
【００６２】
すなわち、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電が制限された場合に、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３の温度が第２上限温度ＴＡ２より低ければ、電気ヒータ２１の作動禁止条件が成立しないと判定し、電気ヒータ２１に発電電力を供給するため、酸化触媒２２又はＤＰＦ２３を昇温して、酸化触媒２２の場合には活性化させることができ、ＤＰＦ２３の場合には堆積したＰＭを燃焼させＤＰＦ２３を再生することができる。回生電力を用いて酸化触媒２２を活性化させたり、回生電力を用いて堆積したＰＭを燃焼させＤＰＦ２３を再生したりすることで、バッテリ４０の消費電力が抑えられ燃費の向上に寄与する。
【００６３】
なお、本発明の第２実施形態の変形例として、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３にそれぞれ温度センサ１５ａ，１５ｂを装備し、例えば上流側の酸化触媒２２に、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３を昇温する電気ヒータ２１を装備する構成としてもよい。この場合、車両ＥＣＵ３０は、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の各温度Ｔａ，Ｔｂがそれぞれの上限温度Ｔａ１，Ｔｂ１に達しないように電気ヒータ２１の通電制御を行なう。
【００６４】
つまり、温度センサ１５ａにより検出された酸化触媒２２の温度Ｔａがその上限温度Ｔａ１以下であり、且つ、温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度Ｔｂがその上限温度Ｔｂ１以下であると判定されると、電気ヒータ２１への通電を行なう。また、温度センサ１５ａにより検出された酸化触媒２２の温度Ｔａがその上限温度Ｔａ１よりも大きい、又は、温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度Ｔｂがその上限温度Ｔｂ１よりも大きいと判定されると、電気ヒータ２１への電力供給を停止する。これにより、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３がそれぞれ上限温度を超えないように管理することができる。
【００６５】
本発明の第２実施形態の変形例にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、それぞれの温度センサ１５ａ，１５ｂにより検出された温度Ｔａ，Ｔｂが上限温度に達しないように電気ヒータ２１の通電制御を行なうため、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３のそれぞれの過昇温を防止することができる。また、この過昇温の防止により、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３の熱損傷を防止することができる。
【００６６】
〔第３実施形態〕
図５は第３実施形態にかかる電気ヒータ制御を説明するフローチャートである。この図５を用いると共に、図１を流用して、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置の第３実施形態を説明する。
【００６７】
〔全体構成〕
本実施形態では、電気ヒータ２１が、フィルタ再生用ヒータとして装備され、インバータ４１から電力を供給されうるように接続される。
また、車両ＥＣＵ３０の排気微粒子検出手段３０ｃは、ＤＰＦ２３に捕捉されて堆積したＰＭの量を推定する。このＰＭの堆積量の推定は、ＰＭの堆積量が大きくなるとＤＰＦ２３の上下流差圧も大きくなり、ＰＭの堆積量が所定量に達するとＤＰＦ２３の上下流差圧もこれに応じた値になることに着目して、ＰＭの堆積量が所定値に達したことを判定する。
【００６８】
このため、ＤＰＦ２３の上流側および下流側に図示しない差圧センサが設けられ、差圧の検出情報が車両ＥＣＵ３０に送られるようになっており、車両ＥＣＵ３０では、差圧検出情報から上記の判定を行なって、ＰＭの堆積量が所定値に達したら、再生処理を始める。再生処理は、エンジン１を再生用で運転する場合と、電気ヒータ２１で加熱する場合があり、再生処理中は、エンジン１の運転状態を監視して、エンジン１の運転状態に応じて燃焼するＰＭ燃焼量を逐次算出して、または、電気ヒータ２１は、ＰＭ燃焼量が通電時間等に対応するものとして、所定値からＰＭ燃焼量を逐次減算していくことにより、その時点のＰＭの堆積量を算出する。
【００６９】
なお、ＰＭの堆積量が僅かであってもＤＰＦ２３の上下流差圧からＰＭの堆積量を推定できる場合には、この差圧センサにより検出された差圧のみに応じて、ＰＭの堆積量を推定するものとしてもよい。例えば、差圧センサにより検出された差圧が下限値なった場合にＰＭが堆積されていない（ＰＭの堆積量が検出されない）と推定することもできる。
その他の構成は図１に示す第１実施形態と同様である。
【００７０】
〔作用・効果〕
本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は上述のように構成されるため、例えば図５に示すような電気ヒータ制御の制御フローが実行される。なお、第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御の図２に示すメインルーチンは、第１実施形態と同様である。
【００７１】
まず、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭの量が検出されるかを判定して（ステップＳ３２０）、ＰＭの堆積量が検出された場合には、電気ヒータ２１に通電する（ステップＳ３２２）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。また、ＤＰＦ２３に堆積したＰＭの量が検出されないと判定されると、電気ヒータ２１への通電を停止し（ステップＳ３３０）、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了（リターン）する。
【００７２】
本発明の第３実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電が制限された場合、車両ＥＣＵ３０によりＤＰＦ２３にＰＭが堆積していると推定されると、電気ヒータ２１へ発電電力を供給するため、ＤＰＦ２３にＰＭが堆積している場合に、適切にＤＰＦ２３を昇温して、堆積したＰＭを焼却し、ＤＰＦ２３を再生することができる。
【００７３】
車両ＥＣＵ３０は、例えばＤＰＦ２３の温度が十分高くＰＭが燃焼されて堆積したＰＭが検出されない場合、電気ヒータ２１への発電電力を供給しないため、ＤＰＦ２３の過昇温を防止することができる。この過昇温を防止することにより、ＤＰＦ２３の溶損等による破損を防止することができる。
【００７４】
〔第４実施形態〕
図６は第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置の要部の構成を示す図であり、図７は第４実施形態にかかる電気ヒータ制御を説明するフローチャートである。これらの図６，図７を用いると共に、図１を流用して、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置の第４実施形態を説明する。
【００７５】
〔全体構成〕
本実施形態では、図６に示すように、排気浄化装置２０にそなえられた酸化触媒２２およびＤＰＦ２３には、酸化触媒２２を昇温する第１電気ヒータ２１ａと，ＤＰＦ２３を昇温する第２電気ヒータ２１ｂがそれぞれ装備され、インバータ４１から電力を供給されうるように接続される。
【００７６】
また、酸化触媒２２の温度を検出する第１温度センサ１５ａとＤＰＦ２３の温度を検出する第２温度センサ１５ｂとが装備される。これらの温度センサ１５ａ，１５ｂにより検出された酸化触媒２２の温度ＴＦおよびＤＰＦ２３の温度ＴＲは車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。
バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１を超えてバッテリ４０の充放電を禁止している状態や、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが上限値ＳＯＣ１以上になってバッテリ４０の充電を禁止している状態で、回生制動が行なわれる場合には、車両ＥＣＵ３０は、回生発電による電力をバッテリ４０に供給することができないので、電気ヒータ２１ａ，２１ｂの作動禁止条件が成立しない限り、回生発電による電力を電気ヒータ２１ａ，２１ｂに供給するように制御する。
【００７７】
なお、ここで、電気ヒータ２１ａ，２１ｂの作動禁止条件とは、酸化触媒２２及びＤＰＦ２３をそれぞれの上限温度ＴＦ，ＴＲ以下に管理するための条件である。
第１電気ヒータの作動禁止条件としては、例えば、予め試験等を実施して求められ、酸化触媒２２の過昇温により酸化触媒２２が熱損しない温度を第１上限温度ＴＦ１として設定してもよいし、触媒活性温度域（触媒が良好な活性状態である温度域）の上限温度を第１上限温度ＴＦ１として設定してもよい。また、第２電気ヒータの作動禁止条件としては、例えば、ＤＰＦ２３の過昇温により熱損しない第２上限温度ＴＲ１として設定する。
【００７８】
また、図示しないタイマが装備され、時間をカウントしたカウント値ｔが車両ＥＣＵ３０に入力されるように接続される。このタイマは車両ＥＣＵ３０により、カウント開始およびリセットを制御される。
ここで、ＤＰＦ２３は、酸化触媒２２の直下流にあるため、酸化触媒２２の温度ＴＦに影響を受ける。例えば、酸化触媒２２の温度ＴＦが昇温すれば、この昇温がＤＰＦ２３に熱量が減衰し遅延して伝達し、ＤＰＦ２３の温度ＴＲも昇温する。
【００７９】
このため、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１よりも高い場合、第２電気ヒータ２１ｂの通電を停止すればＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１以下に下がる場合もあるが、第１電気ヒータ２１ａに通電して酸化触媒２２を昇温し続けると、直下流のＤＰＦ２３をも昇温し続け、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１よりも高い状態を保持してしまう。これを防止するために、車両ＥＣＵ３０は電気ヒータ２１ａ，２１ｂをそれぞれ制御する。つまり、酸化触媒２２の昇温によりＤＰＦ２３が熱損傷しないように、第２電気ヒータ２１ｂの通電を停止してから所定時間ｔ１だけＤＰＦ２３の温度ＴＲを監視して、所定時間ｔ１が経過してもＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１よりも高い場合には、電気ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電をいずれも停止する制御を行なう。所定時間ｔ１は、酸化触媒２２の昇温のＤＰＦ２３への影響を監視する時間であり、酸化触媒２２の昇温に対するＤＰＦ２３の伝達応答時間等に基づいて、予め設定される。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同様である。
【００８０】
〔作用・効果〕
本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置は、上述のように構成されるため、例えば、図７に示すような電気ヒータ制御が車両ＥＣＵ３０により行なわれる。なお、第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御の図２に示すメインルーチンは、第１実施形態と同様である。
【００８１】
かかる電気ヒータ制御は、まず、バッテリ４０の温度ＴＢが所定の温度ＴＢ１よりも高いと判定され、または、バッテリ４０の充電量ＳＯＣが所定の充電量ＳＯＣ１よりも大きいと判定されると、図７に示す電気ヒータ制御が行なわれる。まず、第１温度センサ１５ａにより検出された酸化触媒２２の温度ＴＦが第１上限温度ＴＦ１より高いかを判定する（ステップＳ４２０）。酸化触媒２２の温度ＴＦが第１上限温度ＴＦ１以下と判定されると、第２温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いかを判定する（ステップＳ４２２）。ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１以下と判定されると、第１電気ヒータ２１ａに通電し、第２電気ヒータ２１ｂに通電する（ステップＳ４２４）。第１電気ヒータ２１ａに通電し、第２電気ヒータ２１ｂに通電すると、タイマをオフしてタイマカウントをリセットする（ステップＳ４２６）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８２】
また、ステップＳ４２２において、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いかと判定されると、タイマのカウント値ｔが所定時間ｔ１以上であるかを判定する（ステップＳ４３０）。タイマのカウント値ｔが所定時間ｔ１よりも小さいと判定されると、第１電気ヒータ２１ａに通電し、第２電気ヒータ２１ｂへの通電を停止する（ステップＳ４３４）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８３】
また、ステップＳ４２０において、酸化触媒２２の温度ＴＦが第１上限温度ＴＦ１より高いと判定されると、第２温度センサ１５ｂにより検出されたＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いかを判定する（ステップＳ４４０）。ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１以下と判定されると、第１電気ヒータ２１ａへの通電を停止し、第２電気ヒータ２１ｂへの通電を行なう（ステップＳ４４２）。次に、タイマをオフしてタイマカウントをリセットする（ステップＳ４４４）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８４】
また、ステップＳ４４０において、ＤＰＦ２３の温度ＴＲが第２上限温度ＴＲ１より高いと判定されると、第１および第２電気ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電を停止する（ステップＳ４５０）。この場合、電気ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電を停止するとともにバッテリの充電も行なっていない場合には、発電電力を発生させる回生制動を行なわないが、適宜、エンジンブレーキを作動させ、制動要求時であれば、各前後左右輪に配設された機械式の制動機構（ブレーキ機構）の作動を行なう。次に、タイマをオフしてタイマカウントをリセットする（ステップＳ４５２）。そして、図２に示すメインルーチンに戻って制御フローを終了する（リターン）。
【００８５】
本発明の第４実施形態にかかるハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、第１実施形態および第２実施形態の効果を奏する。
【００８６】
〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施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変形して実施することができる。
【００８７】
上述の第１〜第４実施形態では、バッテリ４０の充放電が制限された場合に、モータ３の回生発電による電力を電気ヒータ２１に供給するが、この電力の供給先を、図８に示す吸気管１１に介装された吸気加熱装置６１にも供給する構成としてもよい。同様に、フィルタ１０の上流側の排気管１２に介装された排気加熱装置６２にも供給する構成としてもよい。
【００８８】
この構成によれば、バッテリ４０の充放電が制限された場合、モータ３の回生時の発電電力を吸気加熱装置６１または排気加熱装置６２に供給するため、排出ガスの温度を上昇することができる。この排出ガスの温度上昇により、排気浄化装置２０の昇温に寄与する。また、従来、バッテリの充放電が制限された場合に、捨てられていた回生発電による電力を吸気加熱装置６１または排気加熱装置６２に供給するための電力として有効に利用することができる。電気ヒータ２１への発電電力の供給に加えて、吸気加熱装置６１または排気加熱装置６２への発電電力の供給をすることで、より効率的に排気浄化装置２０を昇温することができる。また、排気浄化装置２０の昇温のために使用するエンジン燃料噴射の機会が減少することで、さらに車両の燃費の向上に寄与する。
【００８９】
上述の第１〜第４実施形態では、エンジン１、インバータ４１、バッテリ４０は、各ＥＣＵ３１，３２，３３により直接制御され、これらの各ＥＣＵ３１，３２，３３を車両ＥＣＵ３０が統合制御する構成であるが、かかる制御構成でなく、車両ＥＣＵが一括してエンジン１、インバータ４１、バッテリ４０を直接制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、内燃機関と電動発電機とを搭載したハイブリッド電気自動車に適用できる。特に、車両の大きさに対してバッテリの容量が限られているハイブリッド電気自動車に適用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１ エンジン
２ クラッチ
３ モータ
４ 変速機
５ プロペラシャフト
６ ディファレンシャル
７ ドライブシャフト
８ 駆動輪
１１ 吸気管
１２ 排気管
１５ 温度センサ
２０ 排気浄化装置
２１ 電気ヒータ（触媒昇温用ヒータ，フィルタ再生用ヒータ）
２２ 酸化触媒（排気浄化触媒）
２３ ＤＰＦ（フィルタ）
３０ 車両ＥＣＵ
３０ａ 制御手段
３０ｂ バッテリ充放電制限手段
３０ｃ 排気微粒子検出手段
３１ エンジンＥＣＵ
３２ インバータＥＣＵ
３３ バッテリＥＣＵ
４０ バッテリ
４１ インバータ
５１ バッテリ電流センサ
５２ バッテリ電圧センサ
５３ バッテリ温度センサ
５４ バッテリ充放電カウンタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用トルクを出力しうるエンジンと、
上記エンジンから排出された排出ガスを浄化する排気浄化装置と、
上記排気浄化装置に設けられた電気ヒータと、
走行用トルクを出力しうると共に上記エンジンの駆動による発電及び制動時のエネルギ回生による発電が可能な電動発電機と、
上記電動発電機による発電電力によって充電可能なバッテリと、
をそなえたハイブリッド電気自動車において、
上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
上記バッテリ温度検出手段により、上記バッテリの温度が予め設定された所定温度よりも高くなった場合、上記バッテリの充放電を制限するバッテリ充放電制限手段と、
上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限された場合には、上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しない限り、上記電気ヒータに上記回生による発電電力を供給する制御手段とを備えた
ことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
上記排気浄化装置は排気浄化触媒を備え、
上記電気ヒータは上記排気浄化触媒を活性温度に昇温させる触媒昇温用ヒータであって、
上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記排気浄化触媒の温度が予め設定された第１上限温度以上であることが設定され、
上記排気浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記触媒温度検出手段により検出された上記排気浄化触媒の温度を上記第１上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定する
ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、
上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、
上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタの温度が予め設定された第２上限温度以上であることが設定され、
上記フィルタの温度を検出するフィルタ温度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記フィルタ温度検出手段により検出された上記フィルタの温度を上記第２上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、
上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、
上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタに排気微粒物質が堆積していないことが設定され、
上記フィルタに堆積した排気微粒物質の堆積量を検出する排気微粒子検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記排気微粒子検出手段により検出された排気微粒物質の堆積量から上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
上記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段を更に備え、
上記制御手段は、
上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限されない場合には、
上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が予め設定された所定充電量未満ならば、発電電力を上記バッテリに充電し、
上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が上記所定充電量以上ならば、上記回生による発電電力を上記電気ヒータに供給する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項１】
走行用トルクを出力しうるエンジンと、
上記エンジンから排出された排出ガスを浄化する排気浄化装置と、
上記排気浄化装置に設けられた電気ヒータと、
走行用トルクを出力しうると共に上記エンジンの駆動による発電及び制動時のエネルギ回生による発電が可能な電動発電機と、
上記電動発電機による発電電力によって充電可能なバッテリと、
をそなえたハイブリッド電気自動車において、
上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
上記バッテリ温度検出手段により、上記バッテリの温度が予め設定された所定温度よりも高くなった場合、上記バッテリの充放電を制限するバッテリ充放電制限手段と、
上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限された場合には、上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しない限り、上記電気ヒータに上記回生による発電電力を供給する制御手段とを備えた
ことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
上記排気浄化装置は排気浄化触媒を備え、
上記電気ヒータは上記排気浄化触媒を活性温度に昇温させる触媒昇温用ヒータであって、
上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記排気浄化触媒の温度が予め設定された第１上限温度以上であることが設定され、
上記排気浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記触媒温度検出手段により検出された上記排気浄化触媒の温度を上記第１上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定する
ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、
上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、
上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタの温度が予め設定された第２上限温度以上であることが設定され、
上記フィルタの温度を検出するフィルタ温度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記フィルタ温度検出手段により検出された上記フィルタの温度を上記第２上限温度と比較して上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
上記排気浄化装置は、排気中の微粒物質を捕捉するフィルタを備え、
上記電気ヒータは上記フィルタに堆積した排気微粒物質を燃焼させ上記フィルタを再生するフィルタ再生用ヒータであって、
上記電気ヒータの作動禁止条件として、上記フィルタに排気微粒物質が堆積していないことが設定され、
上記フィルタに堆積した排気微粒物質の堆積量を検出する排気微粒子検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記排気微粒子検出手段により検出された排気微粒物質の堆積量から上記電気ヒータの作動禁止条件が成立しないか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
上記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段を更に備え、
上記制御手段は、
上記ハイブリッド電気自動車のエネルギ回生による発電中に、上記バッテリ充放電制限手段の作動により上記バッテリの充放電が制限されない場合には、
上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が予め設定された所定充電量未満ならば、発電電力を上記バッテリに充電し、
上記バッテリ充電量検出手段により検出されるバッテリ充電量が上記所定充電量以上ならば、上記回生による発電電力を上記電気ヒータに供給する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１１３８１（Ｐ２０１２−１１１３８１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６２７３３（Ｐ２０１０−２６２７３３）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（５９８０５１８１９）ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト (1,147)
【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １３７，７０３２７ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（５９８０５１８１９）ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト (1,147)
【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １３７，７０３２７ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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