(57)【要約】      （修正有）【課題】触媒の温度上昇に伴うＳＯＣの減少を回復させるときの燃費の悪化を抑制する。【解決手段】車両を駆動するための内燃機関１及び電動モータ２と、内燃機関の排気通路に設けられ通電により発熱して触媒を加熱する電気加熱式触媒４と、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、電気加熱式触媒へ電力を供給して該電気加熱式触媒の温度を上昇させる触媒昇温部と、触媒昇温部により電気加熱式触媒の温度を上昇させるときに該電気加熱式触媒へ供給された電力量に基づいて内燃機関の目標出力を設定する設定部と、を備える。【選択図】図１
2015009670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するための内燃機関及び電動モータと、前記内燃機関の排気通路に設けられ通電により発熱して触媒を加熱する電気加熱式触媒と、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記電気加熱式触媒へ電力を供給して該電気加熱式触媒の温度を上昇させる触媒昇温部と、
前記触媒昇温部により前記電気加熱式触媒の温度を上昇させるときに該電気加熱式触媒へ供給された電力量に基づいて前記内燃機関の目標出力を設定する設定部と、
を備えるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記電気加熱式触媒へ供給された電力量が大きいほど、前記内燃機関の目標出力を大きくする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記内燃機関の目標出力に基づいて、前記内燃機関の目標回転数及び目標トルクを設定し、前記内燃機関の排気が前記電気加熱式触媒を通過することにより該電気加熱式触媒の温度を低下させる特性である冷却特性に応じて、前記内燃機関の目標回転数及び目標トルクを補正する請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【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制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両において、触媒暖機時に内燃機関の出力を増加させることで触媒を通過する排気から触媒へ与える熱を増加させ、内燃機関の出力の過剰分は発電機により回収してバッテリを充電する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、ハイブリッド車両において、通電による発熱する発熱体に触媒を担持した電気加熱式触媒（ＥＨＣ）を備えることがある。内燃機関の始動前から該電気加熱式触媒に通電すれば、内燃機関の始動直後から排気を浄化することができる。しかし、電気加熱式触媒への通電によりバッテリの残容量（ＳＯＣ）が減少する。ＳＯＣを増加さるためには、燃費の悪化を伴う。そして、電気加熱式触媒を備えている場合においては、燃費の悪化を抑制しつつＳＯＣを増加させる手段について検討の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１０６０４号公報
【特許文献２】特開２００９−２６２７７１号公報
【特許文献３】特開平０８−３３８２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒の温度上昇に伴うＳＯＣの減少を回復させるときの燃費の悪化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明では、
車両を駆動するための内燃機関及び電動モータと、前記内燃機関の排気通路に設けられ通電により発熱して触媒を加熱する電気加熱式触媒と、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記電気加熱式触媒へ電力を供給して該電気加熱式触媒の温度を上昇させる触媒昇温部と、
前記触媒昇温部により前記電気加熱式触媒の温度を上昇させるときに該電気加熱式触媒へ供給された電力量に基づいて前記内燃機関の目標出力を設定する設定部と、
を備える。
【０００７】
ここで、電気加熱式触媒へ供給された電力量（以下、通電電力量ともいう。）に基づいて内燃機関の目標出力を設定して発電を行うことにより、内燃機関の動作点を最適化しつつバッテリのＳＯＣを回復させることができる。これにより、燃費の悪化を抑制できる。
【０００８】
本発明においては、前記設定部は、前記電気加熱式触媒へ供給された電力量が大きいほど、前記内燃機関の目標出力を大きくすることができる。
【０００９】
ここで、内燃機関の目標出力を大きくすることにより、燃費を向上させることができる。したがって、通電電力量に応じて目標出力を大きくすれば、燃費を向上させることができる。
【００１０】
本発明においては、前記設定部は、前記内燃機関の目標出力に基づいて、前記内燃機関の目標回転数及び目標トルクを設定し、前記内燃機関の排気が前記電気加熱式触媒を通過することにより該電気加熱式触媒の温度を低下させる特性である冷却特性に応じて、前記内燃機関の目標回転数及び目標トルクを補正することができる。
【００１１】
内燃機関の運転状態によっては、電気加熱式触媒を通過する排気により該電気加熱式触媒が冷却される。これにより、電気加熱式触媒の温度が低下して触媒における浄化率が低下する虞がある。このときの冷却特性を考慮して目標回転数及び目標トルクを補正することで、触媒の温度低下による浄化能力の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、触媒の温度上昇に伴うＳＯＣの減少を回復させるときの燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】ＳＯＣ回復制御中の内燃機関の出力と、燃費の向上率との関係を示した図である。
【図３】電気加熱式触媒への通電電力量と、内燃機関の目標出力との関係を示した図である。
【図４】実施例に係るＳＯＣ回復制御のフローを示したフローチャートである。
【図５】機関回転数と機関トルクと等出力線との関係を示した図である。
【図６】図５に示した関係に対して電気加熱式触媒の冷却特性を考慮した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
（実施例１）
図１は、本実施例に係るハイブリッド車両１００の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１００には内燃機関１が搭載されている。なお、内燃機関１は、ディーゼル機関であっても、また、ガソリン機関であってもよい。また、ハイブリッド車両１００には、電動モータ２が搭載されている。この電動モータ２により、内燃機関１のクランク軸を回転させることやハイブリッド車両１００を駆動することができる。
【００１６】
内燃機関１には、排気通路３が接続されている。排気通路３の途中には、電気加熱式触媒４が設けられている。電気加熱式触媒４よりも上流側の排気通路３には、該排気通路３を流通する排気の温度を測定する温度センサ５が取り付けられている。温度センサ５は、排気の温度に応じた信号を出力する。この温度センサ５の出力信号に基づいて、電気加熱式触媒４の温度が求められる。なお、電気加熱式触媒４に温度センサを取り付けて、該電気加熱式触媒４の温度を測定してもよい。
【００１７】
本実施例に係る電気加熱式触媒４は、発熱体及び触媒を備えて構成されている。発熱体には、通電により発熱する材質のものが用いられる。発熱体の材料には、たとえばＳｉＣを用いることができる。発熱体には、電極が２本接続されており、該電極間に電圧をかけることにより発熱体に通電される。この発熱体の電気抵抗により該発熱体が発熱する。
【００１８】
この発熱体に触媒を担持させるか、または発熱体よりも下流側に触媒を備える。触媒は、発熱体からの熱を受けることができる範囲に備えられていればよい。触媒には、たとえば酸化触媒、三元触媒、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選択還元型ＮＯx触媒などを挙げることができる。
【００１９】
そして、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、ＣＰＵの他、各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
【００２０】
ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１１を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１２、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００２１】
また、ＥＣＵ１０には、バッテリ２０が接続されており、該ＥＣＵ１０は、バッテリ２０の残容量（ＳＯＣ）を算出する。また、ＥＣＵ１０には、電動モータ２及び電気加熱式触媒４が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０は電動モータ２及び電気加熱式触媒４への通電を制御する。
【００２２】
そしてＥＣＵ１０は、内燃機関１の始動時等において、電気加熱式触媒４の温度が低い場合には、該電気加熱式触媒４の温度を上昇させるための制御（触媒昇温制御）を行う。触媒昇温制御では、電気加熱式触媒４の目標温度と現時点での温度との差に基づいて必要となるエネルギを算出し、該エネルギに相当するだけの電力量を電気加熱式触媒４へ供給する。触媒昇温制御は、内燃機関１の始動前から開始される。例えば、電気加熱式触媒４の温度が所定温度まで上昇してから内燃機関１を始動させてもよい。なお、本実施例においては触媒昇温制御を実施するＥＣＵ１０が、本発明における触媒昇温部に相当する。
【００２３】
また、触媒昇温制御によりバッテリ２０のＳＯＣが減少するため、触媒昇温制御を実施した後に、バッテリ２０に充電する制御であるＳＯＣ回復制御を実施する。バッテリ２０からの電力は、電動モータ２にも供給されているため、ＳＯＣを早期に回復させることが望ましい。これに対して、ＳＯＣ回復制御では、バッテリ２０のＳＯＣを内燃機関１による発電により回復させる。このため、ＳＯＣ回復制御では、電動モータ２を駆動源としてハイブリッド車両１００を走行させつつ、内燃機関１により発電を行う。なお、ＳＯＣ回復制御時には、内燃機関１の暖機も促進される。
【００２４】
電動モータ２でハイブリッド車両１００を走行させると、該電動モータ２が消費する電力によってバッテリ２０のＳＯＣが減少する。この場合、ＥＣＵ１０は、ＳＯＣが目標値まで回復するように、ＳＯＣの目標値と現時点での値との差に基づいて、内燃機関１の出力を増加する。このときには、内燃機関１の出力は所定出力で一定とされる。しかし、電気加熱式触媒４へ通電した場合に、ＳＯＣの目標値と現時点での値との差に基づいて内燃機関１の出力を単純に増加すると、燃費が悪化する虞がある。
【００２５】
これに対してＳＯＣ回復制御では、内燃機関１の目標出力を、ＳＯＣの目標値と現時点での値との差に基づいて算出される内燃機関１の出力よりも、さらに大きくする。これにより、発電量が増加するため、バッテリ２０への充電を速やかに完了させることができる。
【００２６】
ここで、図２は、ＳＯＣ回復制御中の内燃機関１の出力と、燃費の向上率との関係を示した図である。図２に示されるように、内燃機関１の出力が高いほど、燃費の向上率が高
くなる。したがって、ＳＯＣ回復制御時に、内燃機関１の出力を高くすることで、燃費を向上させることができる。
【００２７】
そして本実施例では、ＳＯＣ回復制御時の内燃機関１の目標出力を、電気加熱式触媒４へ供給した電力量（以下、通電電力量ともいう。）に基づいて決定する。ここで、図３は、電気加熱式触媒４への通電電力量と、内燃機関１の目標出力との関係を示した図である。ベース制御とは、ＳＯＣの目標値と現時点での値との差に基づいて内燃機関１の出力を設定する制御である。このときの内燃機関１の目標出力は通電電力量に関わらず、Ｃとなる。また、ベース制御では、点火時期を遅角している。一方、本実施例では、電気加熱式触媒４への通電電力量が大きくなるほど、内燃機関１の目標出力を大きくしている。また、ベース制御よりも内燃機関１の目標出力を大きくしている。例えば、通電電力量がＡの場合には、目標出力がＢとなる。ＢはＣより大きな値である。これにより、燃費の悪化を抑制できる。
【００２８】
図４は、本実施例に係るＳＯＣ回復制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実施される。
【００２９】
ステップＳ１０１では、ＳＯＣ回復制御を実行する要求があるか否か判定される。例えば、触媒昇温制御が実施された場合に、ＳＯＣ回復制御を実行する要求があると判定される。また、内燃機関１の始動時におけるバッテリ２０のＳＯＣが所定値未満の場合に、ＳＯＣ回復制御を実行する要求があると判定してもよい。また、本ステップでは、暖機制御中であるか否か判定してもよい。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００３０】
ステップＳ１０２では、電気加熱式触媒４への通電電力量が算出される。この通電電力量は、電気加熱式触媒４へ供給した電力量である。
【００３１】
ステップＳ１０３では、内燃機関１の目標出力が算出される。目標出力は、図３の関係にしたがって算出される。図３の関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、本実施例においてはステップＳ１０３を処理するＥＣＵ１０が、本発明における設定部に相当する。
【００３２】
ステップＳ１０４では、内燃機関１の目標回転数及び目標トルクが算出される。ここで、図５は、機関回転数と機関トルクと等出力線との関係を示した図である。図５において、夫々の出力において正味熱効率が高くなる領域を予め実験またはシミュレーション等により求めておく。そして、図５における等出力線の中で、ステップＳ１０３において算出される内燃機関１の目標出力と等しいか、又は、最も近い値の等出力線を選択する。さらに、選択した等出力線において正味熱効率が高くなる領域内となる機関回転数及び機関トルクを選択し、これらを目標回転数及び目標トルクとする。
【００３３】
このようにして算出される目標回転数及び目標トルクとなるように、内燃機関１の回転数及びトルクが調整される。このようにして、内燃機関１の動作点を最適化することができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば、内燃機関１の動作点を最適化しつつ、バッテリ２０のＳＯＣを回復させることができるので、燃費を向上させることができる。ここで、従来では、点火時期を遅角させつつ内燃機関１を定常運転して内燃機関及び触媒の暖機をすることがあった。この場合には、ＳＯＣに応じて内燃機関１の出力を上昇させることがあった。しかし、点火時期を遅角させるだけでも燃費が悪化するにもかかわらず、ＳＯＣを回復させようとして内燃機関１の出力を上げると、燃費がさらに悪化してしまう。一
方、本実施例では、点火時期の遅角は行わないで内燃機関１の出力を上昇させるので、燃費の悪化を抑制できる。
【００３５】
（実施例２）
本実施例では、内燃機関の目標出力から、内燃機関１の目標回転数及び目標トルクを算出するときの方法が実施例１と異なる。その他の装置などは実施例１と同じため説明を省略する。
【００３６】
ここで、ＳＯＣ回復制御中の内燃機関１の目標出力が同じであっても、機関回転数及び機関トルクによって、電気加熱式触媒４の冷却特性が異なる。この冷却特性は、内燃機関１の排気が電気加熱式触媒４を通過することにより該電気加熱式触媒４の温度を低下させる特性である。ここで、電気加熱式触媒４を通過する排気により該電気加熱式触媒４が冷却される場合があるが、排気の温度や排気の流量によって冷却の度合いが異なる。例えば、等出力の場合、機関回転数が高くなるほど、排気による冷却の影響度が小さくなる特性を有する。また、例えば、等出力の場合、機関トルクが低くなるほど、排気による冷却の影響度が小さくなる特性を有する。そして、実施例１に係るＳＯＣ回復制御で設定される内燃機関１の目標回転数及び目標トルクでは、排気による冷却の影響度が大きくなる虞があり、電気加熱式触媒４の温度が低くなる虞がある。
【００３７】
そこで本実施例では、電気加熱式触媒４の冷却特性を考慮して内燃機関１の目標回転数及び目標トルクを算出する。ここで図６は、図５に示した関係に対して電気加熱式触媒４の冷却特性を考慮した図である。図６は、図５に対して、冷却特性に基づいて補正した後の図といえる。図６において、実線は等出力線を示し、破線は等冷却線を示している。等冷却線は、電気加熱式触媒４の冷却特性（冷却度合いの影響度または温度低下量としてもよい）が同じになる動作点を結んでできる線である。図６に示した関係は、図５に示した関係や電気加熱式触媒４の熱容量を考慮して求められる。なお、図６に示した関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。
【００３８】
図６において、Ｅは実施例１に係る動作点を示し、Ｆは本実施例に係る動作点を示す。図６の矢印の方向へ動作点が移動するほど、冷却による影響を小さくすることができるため、動作点を等出力線上に矢印の方向へ移動させる。すなわち、冷却による影響度が大きい場合には、冷却による影響度が小さくなる方向へ動作点を移動させる。なお、動作点は、所定の等冷却線上に達するまで移動してもよい。また、冷却による影響度が許容範囲となるだけ移動してもよい。また、電気加熱式触媒４における排気の浄化率が許容範囲となるように動作点を移動させてもよい。また、電気加熱式触媒４の温度低下量または温度低下率が許容範囲となるように動作点を移動させてもよい。また、冷却による影響度が大きくなるほど、動作点の移動量を大きくしてもよい。
【００３９】
本実施例では、図４のステップＳ１０４において、図５に示した関係を用いる代わりに、図６に示した関係を用いる。
【００４０】
以上説明したように本実施例によれば、電気加熱式触媒４の温度低下を抑制できるため、排気の浄化をより促進させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１     内燃機関
２     電動モータ
３     排気通路
４     電気加熱式触媒
５     温度センサ
１０   ＥＣＵ
１１   アクセルペダル
１２   アクセル開度センサ
１３   クランクポジションセンサ
２０   バッテリ
１００ ハイブリッド車両
【図１】
2015009670.tif 000003
【図２】
2015009670.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015009670.tif 000006
【図５】
2015009670.tif 000007
【図６】
2015009670.tif 000008