(57)【要約】【課題】フィルタの溶損や破損を抑制可能なモータ制御装置を提供すること。【解決手段】本開示の一形態は、内燃機関からの排ガス内の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記内燃機関に伝達すべき駆動力を発生する電動機とを備えた車両に適用可能なモータ制御装置であって、前記フィルタの再生を制御する再生制御部と、前記フィルタの再生中に、アイドルドロップ状態になったと判断すると、前記電動機の駆動力で前記内燃機関を回転させるモータリング制御部と、を備えたモータ制御装置に向けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの排ガス内の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記内燃機関に伝達すべき駆動力を発生する電動機とを備えた車両に適用可能なモータ制御装置であって、
前記フィルタの再生を制御する再生制御部と、
前記フィルタの再生中に、アイドルドロップ状態になったと判断すると、前記電動機の駆動力で前記内燃機関を回転させるモータリング制御部と、
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータリング制御部が前記電動機の駆動力で前記内燃機関を回転させると、前記内燃機関からの排ガスが前記フィルタを通過して、前記フィルタの過昇温を防止する、
請求項１に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車載の電動機の駆動力により内燃機関を回転させるモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関からの排ガスにはＰＭ（即ち、粒子状物質）が含まれるため、排気系にはフィルタが設けられる。
【０００３】
内燃機関がディーゼルエンジンの場合、フィルタはＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）等と呼ばれる。また、内燃機関がガソリンエンジンの場合、フィルタはＧＰＦ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）等と呼ばれる。
【０００４】
フィルタの機能低下防止のために、フィルタ内にＰＭが所定量堆積すると燃焼させられる。このようなＰＭ燃焼処理は、フィルタ再生と呼ばれることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５３５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィルタ再生の実施中に、内燃機関が通常運転から低回転低負荷運転に移行することがある。このような状態は、アイドルドロップ（Ｄｒｏｐ  ｔｏ  Ｉｄｌｅ）として知られている。このようなアイドルドロップが生じると、排ガスによりフィルタから持ち去られる熱量が低下するため、フィルタの温度が急激に上昇する。その結果、フィルタの溶損や、クラック等による破損が生じることがある。
【０００７】
そこで、本開示は、フィルタの溶損や破損を抑制可能な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】
本開示の一形態は、内燃機関からの排ガス内の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記内燃機関に伝達すべき駆動力を発生する電動機とを備えた車両に適用可能なモータ制御装置であって、前記フィルタの再生を制御する再生制御部と、前記フィルタの再生中に、アイドルドロップ状態になったと判断すると、前記電動機の駆動力で前記内燃機関を回転させるモータリング制御部と、を備えたモータ制御装置に向けられる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一形態によれば、フィルタの溶損や破損を抑制可能なモータ制御装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示のモータ制御装置を備えたハイブリッド車両の全体構成を示す模式図
【図２】図１のモータ制御装置の処理を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、上記図面を参照して、本開示の一実施形態に係るモータ制御装置１２１について詳説する。
【００１２】
＜１．定義＞
下表１は、本実施形態で使用される頭字語や略語の意味を示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
＜２．実施形態＞
＜２−１．ＨＥＶ１の全体構成＞
図１において、ハイブリッド電気自動車（以下、ＨＥＶという）１は、大略的には、内燃機関１１およびＭ／Ｇ１３を備え、内燃機関１１もＭ／Ｇ１３も車輪１５を駆動させるための動力源として使用される。この種のＨＥＶ１はパラレルハイブリッドと呼ばれることもある。
【００１５】
ＨＥＶ１はさらに、第一クラッチ１７、第二クラッチ１９、変速機１１１、排気通路１１３、フィルタ１１５、インバータ１１７、バッテリ１１９およびＥＣＭ１２１等を備えている。
【００１６】
内燃機関１１は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジンである。本開示では、内燃機関１１はディーゼルエンジンであるとして説明を続ける。
【００１７】
第一クラッチ１７は、内燃機関１１およびＭ／Ｇ１３の間に介装される。第一クラッチ１７は、例えばＥＣＭ１２１からの第一クラッチ用の制御信号ＣＳ１により、完接状態、完断状態およびスリップ状態のいずれかに制御される。
【００１８】
Ｍ／Ｇ１３は、例えば、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルを巻き付けた同期型モータ・ジェネレータで良い。このＭ／Ｇ１３には、ＥＣＭ１２１からの制御信号ＣＳ２に応じて、インバータ１１７で生成された三相交流電力が供給される。この場合、Ｍ／Ｇ１３は、三相交流電力の供給を受けて回転する電動機として機能することとなる。
【００１９】
また、Ｍ／Ｇ１３は、例えば内燃機関１１から回転エネルギを受ける場合、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能することもできる。
【００２０】
第二クラッチ１９は、Ｍ／Ｇ１３および変速機１１１の間に介装される。第二クラッチ１９は、例えばＥＣＭ１２１からの第二クラッチ用の制御信号ＣＳ３により、完接状態、完断状態およびスリップ状態のいずれかに制御される。
【００２１】
変速機１１１は、複数の摩擦係合要素を選択的に係合させることで成立する複数の変速段を有する有段変速機である。変速機１１１は、アクセル開度（前述）や車速に基づきＥＣＭ１２１等で生成される変速機用の制御信号ＣＳ４に応答して、摩擦係合要素の締結または解放を行うことで、アップシフトまたはダウンシフトを実行する。
【００２２】
排気通路１１３は、内燃機関１１の運転で生じた排ガスを下流側へと導く。
【００２３】
フィルタ１１５は、排気通路１１３の途中に設けられ、例えば、セラミックス製のウォールフロー型担体を備えている。この担体において、セル隔壁には触媒が担持または塗布されることもある。このようなフィルタ１１５に排ガスが導入されると、セル隔壁にＰＭが堆積し、これにより、排ガス中のＰＭが捕集される。
【００２４】
フィルタ１１５は、内燃機関１１がディーゼルエンジンの場合、ＤＰＦと呼ばれ、内燃機関１１がガソリンエンジン（より具体的には直噴エンジン）の場合、ＧＰＦと呼ばれることがある。
【００２５】
なお、排気通路１１３には、内燃機関１１がディーゼルエンジンであれば、他の後処理装置として、ＳＣＲ等の排気浄化触媒が設けられることがある。また、排気通路１１３には、内燃機関１１がガソリンエンジンであれば、他の後処理装置として三元触媒が設けられることがある。これら他の後処理装置は本開示の要部では無いため、その説明を控える。
【００２６】
各種後処理装置で排ガスを処理することで生成される水、窒素、二酸化炭素等は、マフラー（図示せず）等を介して、大気中に排出される。
【００２７】
ＥＣＭ１２１は、本開示におけるモータ制御装置１２１であって、例えば、基板上に実装されたマイコン、不揮発性メモリおよびワーキングメモリ等を含む。マイコンは、不揮発性メモリ等に予め格納されたプログラムを、ワーキングメモリを用いて実行して、本開示では、再生制御部１２３およびモータリング制御部１２５として機能する。
【００２８】
＜２−２．モータ制御装置１２１の処理＞
次に、図２を参照して、モータ制御装置１２１の処理について説明する。
【００２９】
図２において、ＥＣＭ１２１は、フィルタ１１５の再生を実行すべきタイミングか否かを判断する（ステップＳ００１）。
【００３０】
ステップＳ００１における判断手法としては、公知技術を適用可能であるが、例えば下記が例示される。
【００３１】
第一に、いわゆる煤生成モデルにより、内燃機関１１の煤排出量がＥＣＭ１２１等で推定される。この煤排出量に基づき、フィルタ１１５におけるＰＭ堆積量がＥＣＭ１２１等で推定される。ＥＣＭ１２１は、ステップＳ００１において、推定されたＰＭ堆積量が予め実験等で求めた基準値以上であればＹＥＳと判断し、そうでなければＮＯと判断する。
【００３２】
第二に、排気通路１１３において、フィルタ１１５の上流側には、周知のＰＭセンサが設けられる場合がある。このＰＭセンサの検出値に基づき、フィルタ１１５におけるＰＭ堆積量がＥＣＭ１２１等で推定される。ＥＣＭ１２１は、ステップＳ００１において、推定されたＰＭ堆積量が上記基準値以上であればＹＥＳと判断し、そうでなければＮＯと判断する。
【００３３】
ステップＳ００１でＮＯと判断されると、ＥＣＭ１２１は、図２の処理を終了する。
【００３４】
それに対し、ステップＳ００１でＹＥＳと判断すると、ＥＣＭ１２１は、再生制御部１２３として機能し、フィルタ１１５の再生を開始させる（ステップＳ００３）。
【００３５】
ステップＳ００３におけるフィルタ再生手法としては、公知技術を適用可能であるが、例えば下記が例示される。
【００３６】
第一に、フィルタ１１５にヒータが備わっている場合、ＥＣＭ１２１は、ヒータへの通電を行って、フィルタ１１５内に堆積しているＰＭを燃焼させる。
【００３７】
第二に、ＥＣＭ１２１は、ポスト噴射（燃焼工程後の追加噴射）や排気管噴射等により、フィルタ１１５内に堆積しているＰＭを燃焼させる。
【００３８】
ステップＳ００３の次に、ＥＣＭ１２１は、内燃機関１１がアイドルドロップ状態になったか否かを判断する（ステップＳ００５）。
【００３９】
ステップＳ００５では、本開示では例示的に、ＨＥＶ１が通常走行から停止すれば（即ち、車速がゼロになれば）、アイドルドロップ状態になったとしてＹＥＳと判断される。それに対し、ＨＥＶ１が通常走行から停止しなければ、ＮＯと判断される。
【００４０】
ここで、内燃機関１１の通常運転について説明する。ＨＥＶ１の通常走行時、内燃機関１１が主動力源として使用される。この時、ＥＣＭ１２１からの制御信号ＣＳ１，ＣＳ３により、両クラッチ１７，１９は完接状態にされる。また、内燃機関１１は、ＥＣＭ１２１等の制御下で、下記の工程を繰り返して、動力を発生する。
【００４１】
内燃機関１１において、吸気バルブが開き、ピストンが下降すると、シリンダ内に気体が吸入される。ピストンが下死点に到達すると、吸気バルブが閉じられる（吸気工程）。
【００４２】
ピストンが下死点から上昇することで、シリンダ内の気体が圧縮される（圧縮行程）。
【００４３】
ピストンが上死点付近に到達すると、シリンダ内の燃料が供給され燃焼する。燃焼による燃焼ガスが膨張してピストンを下降させる（燃焼工程）。
【００４４】
ピストンが下死点に到達すると、排気バルブが開かれて、燃焼ガスが排ガスとして排気通路１１３に送り出される（排気工程）。
【００４５】
上記工程により、内燃機関１１で生成された動力は、第一クラッチ１７、Ｍ／Ｇ１３、第二クラッチ１９および変速機１１１等の順に伝達され、最終的に車輪１５に回転駆動させる。
【００４６】
また、排気通路１１３に送り出された排ガスは排気通路１１３を通じてフィルタ１１５に導かれる。フィルタ１１５は、再生中であるが、前述の通り排ガス中のＰＭを捕集する。また、この間、フィルタ１１５の熱量は、フィルタ１１５を通過する排ガスにより排気通路１１３の下流に持ち去られる。
【００４７】
しかし、上記のように、フィルタ１１５の再生中、通常走行していたＨＥＶ１が走行停止すると、内燃機関１１の回転数がアイドル回転数まで低下する。また、ＨＥＶ１がアイドリングストップ車であれば、回転数はゼロとなる。即ち、内燃機関１１が通常運転から低回転低負荷運転に移行する。その結果、排ガスによる持ち去り熱量が急激に減ってしまう。このような持ち去り熱量の急減は、「発明が解決しようとする課題」の欄でも説明した通り、フィルタ１１５の溶損や破損を招く。
【００４８】
そこで、本開示では、ステップＳ００５でＹＥＳと判断すると、ＥＣＭ１２１は、モータリング制御部１２５として機能し、内燃機関１１のモータリングを開始させる（ステップＳ００７）。言い換えると、Ｍ／Ｇ１３は、ＥＣＭ１２１の制御下で、バッテリ１１９に蓄積された電力により駆動力を発生し、内燃機関１１は、Ｍ／Ｇ１３からの駆動力より回転させられる。
【００４９】
以下、ステップＳ００７をより詳細に説明する。
【００５０】
ＥＣＭ１２１からの制御信号ＣＳ１，ＣＳ３により、第一クラッチ１７は完接状態にされるが、第二クラッチ１９は完断状態にされる。
【００５１】
また、インバータ１１７は、ＥＣＭ１２１等の制御下で、バッテリ１１９から供給された直流電力から、三相交流電力を生成して、Ｍ／Ｇ１３に供給する。Ｍ／Ｇ１３は、電動機として機能して、供給された三相交流電力により回転する。この回転力は、第一クラッチ１７を介して内燃機関１１に伝達されて、内燃機関１１のクランクシャフトを回転駆動する。ここで、内燃機関１１の回転数は適宜適切に設計されるが、例えば通常運転時の回転数程度あれば良い。
【００５２】
内燃機関１１は、クランクシャフトの回転により、上述の吸気工程から排気工程と同様に動作する。しかし、燃料の供給量は少ないかゼロであるため、ステップＳ００７の最中、排気バルブから排気通路１１３に送り出された排ガスは、通常運転時における温度と比較すると格段に低温である。
【００５３】
排気通路１１３に送り出された排ガスはフィルタ１１５を通過する。この間、フィルタ１１５の熱量は、フィルタ１１５を通過する低温の排ガスにより排気通路１１３の下流に持ち去られる。以上のようにして、フィルタ１１５の過昇温が防止され、その結果、フィルタ１１５の溶損や破損を抑制することが出来る。
【００５４】
ステップＳ００７の次に、ＥＣＭ１２１は、モータリングを終了するか否かを判断する（ステップＳ００９）。
【００５５】
ステップＳ００９では、例えば、ＨＥＶ１が通常走行を再開するか、フィルタ１１５の再生が終了すれば、ＹＥＳと判断される。それに対し、通常走行の再開および再生終了のいずれもなければ、ＮＯと判断される。
【００５６】
ステップＳ００９でＮＯと判断されると、処理は再びステップＳ００９に戻る。
【００５７】
それに対し、ステップＳ００９でＹＥＳと判断すると、ＥＣＭ１２１は、モータリングの終了処理を行う（ステップＳ０１１）。
【００５８】
以下、ステップＳ００９の一例をより詳細に説明する。発進時における燃費を抑えるべく、ＥＣＭ１２１は、第一クラッチ１７を完断状態にすべく制御信号ＣＳ１を送信すると共に、第二クラッチ１９を完接状態にすべく制御信号ＣＳ３を送信する。
【００５９】
また、インバータ１１７は、前述のようにして三相交流電力を生成し、Ｍ／Ｇ１３に供給する。Ｍ／Ｇ１３は、電動機として機能し、供給された三相交流電力により回転する。この回転力は、第二クラッチ１９および変速機１１１等の順に伝達され、最終的に車輪１５に回転駆動させる。
【００６０】
ステップＳ０１１の次、または、ステップＳ００５でＮＯと判断すると、ＥＣＭ１２１は、フィルタ１１５の再生を終了するか否かを判断する（ステップＳ０１３）。
【００６１】
ステップＳ０１３の処理としては、公知技術を適用可能であるが、例えば、ステップＳ００３の開始時から所定時間が経過したと判断されると、ステップＳ０１３でＹＥＳと判断することが出来る。
【００６２】
ステップＳ０１３でＮＯと判断されると、処理はステップＳ００１に戻り、そうでない場合には、図２の処理は終了する。
【００６３】
＜２−３．モータ制御装置１２１の作用・効果＞
上記の通り、本モータ制御装置１２１は、フィルタ１１５の再生中に、ＨＥＶ１が走行停止すると、内燃機関１１がアイドルドロップ状態となるとみなし、モータリング制御により、内燃機関１１をＭ／Ｇ１３（電動機）により強制的に回転させる。これにより、低温の排ガスがフィルタ１１５を通過すると、フィルタ１１５の熱量が排気通路１１３の下流に持ち去られる。以上のようにして、フィルタ１１５の過昇温が防止され、その結果、フィルタ１１５の溶損や破損を抑制することが出来る。
【００６４】
＜２−４．付記＞
上記説明において、ステップＳ００５では、ＨＥＶ１が通常走行から停止すれば（即ち、車速がゼロになれば）、アイドルドロップ状態になったとしてＹＥＳと判断され、そうでなければ、ＮＯと判断されていた。
【００６５】
しかし、これに限らず、ステップＳ００５では、内燃機関１１が通常運転から低回転低負荷運転に移行すればＹＥＳと判断され、そうでなければＮＯと判断されても良い。即ち、車速は必ずしもゼロである必要は無く、ゼロ以外の低速でも構わない。
【００６６】
上記説明では、ＨＥＶ１はパラレルハイブリッドとして説明した。しかし、これに限らず、モータ制御装置１２１はスプリット方式のＨＥＶ１にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本開示のモータ制御装置は、フィルタの溶損や破損を抑制可能であり、ハイブリッド自動車等に好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１  ＨＥＶ（車両）
１１  内燃機関
１３  Ｍ／Ｇ（電動機）
１１５  フィルタ
１２１  モータ制御装置
１２３  再生制御部
１２５  モータリング制御部
【図１】
2018189048.tif 000004
【図２】
2018189048.tif 000005