(57)【要約】【課題】内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕捉するフィルタを有するハイブリッド車両において、フィルタの再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制する。【解決手段】ＥＣＵ２００は、運転者の要求に従って車両出力が第１のしきい値Ｘを上回ったときに、エンジン１０を始動し、運転者の要求に従って車両出力が第２のしきい値Ｙを下回ったときに、エンジン１０を停止する制御を実行する。ＥＣＵ２００は、エンジン１０の運転中において、フィルタ８４を再生させる再生制御の実行が要求されてから再生制御が開始されるまでの間に運転者の要求に従って車両出力が第２のしきい値Ｙを下回った場合には、エンジン１０の運転を継続するようにエンジン１０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
走行駆動力を発生する回転電機と、
前記内燃機関の排気流路に設けられ、前記内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕捉するフィルタと、
運転者の要求に従って車両出力が第１のしきい値を上回ったときに、前記内燃機関を始動し、運転者の要求に従って前記車両出力が第２のしきい値を下回ったときに、前記内燃機関を停止する制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の運転中において、前記フィルタを再生させる再生制御の実行が要求されてから前記再生制御が開始されるまでの間に運転者の要求に従って前記車両出力が前記第２のしきい値を下回った場合には、前記内燃機関の運転を継続するように前記内燃機関を制御する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記内燃機関は、ガソリンエンジンであり、
前記制御装置は、前記車両出力が前記第２のしきい値を下回っている場合に前記ガソリンエンジンの運転が継続しているときは、負荷に駆動力を伝達しない自立運転を行なうように前記ガソリンエンジンを制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記車両出力が前記第２のしきい値を下回っている場合に前記内燃機関の運転が継続しているときは、前記フィルタに堆積している前記粒子状物質が多いほど前記内燃機関の出力を小さくするように前記内燃機関を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記車両出力が前記第２のしきい値を下回っている場合に前記内燃機関の運転が継続しているときは、前記フィルタの温度が低いほど前記内燃機関の出力を大きくするように前記内燃機関を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕捉するフィルタを有するハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９-０３５２３６号公報（特許文献１）は、エンジンの排気流路に設けられるパティキュレートフィルタを備えるハイブリッド車両を開示している。パティキュレートフィルタは、エンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate  Matter）を捕捉し、捕捉された粒子状物質を酸化除去することによって再生する。
【０００３】
このハイブリッド車両においては、車両の要求駆動力とバッテリの残容量とに基づいてエンジンが始動した場合に、パティキュレートフィルタの再生が要求されたときは、パティキュレートフィルタの再生が完了するまでエンジンの運転が継続される。このとき、捕捉された粒子状物質を酸化除去可能な出力範囲で、バッテリの残容量に応じてエンジンが負荷運転される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３５２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、ハイブリッド車両においては、運転者の要求に従って車両出力が高くなるとエンジンが始動し、運転者の要求に従って車両出力が低くなるとエンジンが停止する。このようにエンジンの始動および停止が繰り返されると、エンジンの始動時に粒子状物質の発生量が増大する。エンジンの始動および停止によって粒子状物質がフィルタに過剰に堆積した状態でパティキュレートフィルタの再生が開始されると、酸化燃焼時の発熱量が増大し、パティキュレートフィルタの温度が過度に高くなる可能性がある。この点につき、上記公報に開示されたハイブリッド車両では、特に検討されていない。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕捉するフィルタを有するハイブリッド車両において、フィルタの再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、回転電機と、フィルタと、制御装置とを備える。回転電機は、走行駆動力を発生する。フィルタは、内燃機関の排気流路に設けられ、内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕捉する。制御装置は、運転者の要求に従って車両出力が第１のしきい値を上回ったときに、内燃機関を始動し、運転者の要求に従って車両出力が第２のしきい値を下回ったときに、内燃機関を停止する制御を実行する。制御装置は、内燃機関の運転中において、フィルタを再生させる再生制御の実行が要求されてから再生制御が開始されるまでの間に運転者の要求に従って車両出力が第２のしきい値を下回った場合には、内燃機関の運転を継続するように内燃機関を制御する。
【０００８】
再生制御の実行が要求されてから再生制御が開始されるまでの間は、内燃機関が継続して運転されるので、内燃機関の始動および停止によって粒子状物質が増大することが抑制される。これにより、再生制御の開始時に粒子状物質がフィルタに過剰に堆積することが抑制される。したがって、このハイブリッド車両によれば、フィルタの再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制することができる。
【０００９】
好ましくは、内燃機関は、ガソリンエンジンである。制御装置は、車両出力が第２のしきい値を下回っている場合にガソリンエンジンの運転が継続しているときは、負荷に駆動力を伝達しない自立運転を行なうようにガソリンエンジンを制御する。
【００１０】
ガソリンエンジンは、ディーゼルエンジンに比べて自立運転時の排気ガスの温度が高いので、負荷運転を行なわなくてもフィルタの温度の低下を抑制することができる。また、自立運転時には粒子状物質の排出量が少ないので、粒子状物質の堆積量を抑制することができる。よって、ガソリンエンジンの場合は、フィルタの温度を高めるために内燃機関の出力を増大させる必要がないので、内燃機関の出力を増大させずに、フィルタの再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制することができる。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、車両出力が第２のしきい値を下回っている場合に内燃機関の運転が継続しているときは、フィルタに堆積している粒子状物質が多いほど内燃機関の出力を小さくするように内燃機関を制御する。
【００１２】
フィルタに堆積している粒子状物質が多い場合は、内燃機関の出力を小さくすることによって粒子状物質の発生が抑制される。これにより、粒子状物質がフィルタに過剰に堆積することを抑制できる。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、車両出力が第２のしきい値を下回っている場合に内燃機関の運転が継続しているときは、フィルタの温度が低いほど内燃機関の出力を大きくするように内燃機関を制御する。
【００１４】
フィルタの温度が低い場合には、内燃機関の出力を大きくすることによって排気ガスの温度が上昇するのでフィルタの温度が上昇する。これにより、フィルタの温度を早期に再生可能温度まで上昇させることができる。そのため、早期にフィルタに堆積した粒子状物質を取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕捉するフィルタを有するハイブリッド車両において、フィルタの再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＥＣＵが実行するフィルタ再生に係るエンジン制御に関する処理の機能ブロック図である。
【図３】図１に示すＥＣＵが実行するフィルタ再生に係るエンジン制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図４】図１に示すＥＣＵが実行するフィルタ再生に係るエンジン制御に関する処理を示すタイムチャートである。
【図５】粒子状物質の堆積量とエンジン出力との関係を示すグラフである。
【図６】フィルタ温度とエンジン出力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１８】
図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）は、トランスミッション８と、エンジン１０と、駆動軸１７と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪７２と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２００とを含む。
【００１９】
トランスミッション８は、出力軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８とを含む。
【００２０】
この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０のうちの少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪７２へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００２１】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。
【００２２】
第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電し、発電された電力によってＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータ（発電装置）としての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。
【００２３】
第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動輪７２に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
【００２４】
エンジン１０は、ガソリンエンジンであって、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて制御される。
【００２５】
本実施の形態においては、エンジン１０は、１番気筒から４番気筒までの４つの気筒１１２を含む。複数の気筒１１２内の頂部の各々には、点火プラグ（図示せず）が設けられる。
【００２６】
なお、エンジン１０としては、図１に示すような直列の４気筒のエンジンに限定されるものではなく、たとえば、直列の３気筒、Ｖ型の６気筒、Ｖ型の８気筒、直列の６気筒あるいは水平対向型の４気筒や６気筒などの複数の気筒や複数のバンクから構成される各種形式のエンジンであってもよい。
【００２７】
エンジン１０には、複数の気筒１１２の各々に対応した燃料噴射装置（図示せず）が設けられる。なお、燃料噴射装置は、複数の気筒１１２の各々の気筒内に設けられてもよいし、各気筒の吸気ポート内に設けられてもよい。
【００２８】
このような構成を有するエンジン１０において、ＥＣＵ２００は、複数の気筒１１２の各々に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、複数の気筒１１２への燃料の噴射を停止したりすることによって、複数の気筒１１２の各々の燃料噴射量を制御する。
【００２９】
エンジン１０には、排気流路８０が連結される。以下、本実施の形態における排気流路８０のレイアウトについて説明する。
【００３０】
排気流路８０には、触媒８２が配置されている。触媒８２は、エンジン１０から排出される排気ガスに含まれる未燃成分を酸化したり、酸化成分を還元したりする。具体的には、触媒８２は、酸素を吸蔵しており、排気ガス中にＨＣやＣＯなどの未燃成分が含まれている場合は、吸蔵している酸素を用いてそれらを酸化する。また、触媒８２は、排気ガス中にＮＯｘなどの酸化成分が含まれている場合は、それらを還元し、放出された酸素を吸蔵することができる。そのため、触媒８２によって、排気ガス中に占める二酸化窒素（ＮＯ２）の割合が増加する。
【００３１】
排気流路８０の触媒８２よりも下流側の位置には、ＧＰＦ（Gasoline  Particulate  Filter）であるフィルタ８４が配置されている。なお、フィルタ８４は、触媒８２と同様の機能を併せ持っていてもよい。その場合、触媒８２を省略してもよい。また、フィルタ８４は、排気流路８０の触媒８２よりも上流側の位置に配置されてもよい。フィルタ８４は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕捉する。捕捉されたＰＭは、フィルタ８４に堆積する。
【００３２】
排気流路８０の触媒８２よりも上流側の位置には、空燃比センサ８６が設けられる。また、排気流路８０の触媒８２よりも下流側の位置であって、フィルタ８４よりも上流側の位置には、酸素センサ８８が設けられる。
【００３３】
空燃比センサ８６は、複数の気筒１１２の各々に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を検出するためのセンサである。空燃比センサ８６は、排気ガス中の空燃比を検出し、検出された空燃比を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００３４】
酸素センサ８８は、複数の気筒１１２の各々に供給される燃料と空気との混合気の酸素濃度を検出するためのセンサである。酸素センサ８８は、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出された酸素濃度を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した信号に基づいて空燃比を算出する。
【００３５】
また、排気流路８０のフィルタ８４よりも上流側の位置であって、酸素センサ８８よりも下流側の位置には、上流側圧力センサ９０が設けられる。排気流路８０のフィルタ８４よりも下流側の位置には、下流側圧力センサ９２が設けられる。
【００３６】
上流側圧力センサ９０および下流側圧力センサ９２は、いずれも排気流路８０内の圧力を検出するためのセンサである。上流側圧力センサ９０は、検出した排気流路８０内の圧力（上流側圧力）を示す信号（第１圧力検出信号）をＥＣＵ２００に送信する。下流側圧力センサ９２は、検出した排気流路８０内の圧力（下流側圧力）を示す信号（第２圧力検出信号）をＥＣＵ２００に送信する。
【００３７】
ＥＣＵ２００は、フィルタ８４の再生が要求されると判定する場合に、フィルタ８４の再生制御を実行する。フィルタ８４の再生制御とは、フィルタ８４の温度を再生可能温度（活性温度）Ｔｆ（０）以上に上昇させ（以下、昇温制御ともいう）、酸素を含む空気をフィルタ８４に供給することでフィルタ８４に堆積したＰＭを燃焼除去する制御である。フィルタ８４に堆積したＰＭは、再生制御によってＯ２と燃焼反応することによって酸化し、フィルタ８４から取り除かれる。
【００３８】
ＥＣＵ２００は、上流側圧力センサ９０と下流側圧力センサ９２とを用いてフィルタ８４の再生が要求されるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２００は、上流側圧力センサ９０によって検出される上流側圧力と、下流側圧力センサ９２によって検出される下流側圧力との差がしきい値よりも高くなる場合には、フィルタ８４の再生が要求されると判定する。しきい値は、フィルタ８４におけるＰＭの堆積量が所定量以上であることを推定するための値であって、実験的あるいは設計的に適合される所定値であってもよいし、エンジン１０の運転状態に応じて変化する値であってもよい。
【００３９】
なお、フィルタ８４の再生が要求されるか否かの判定方法としては、上述の上流側圧力センサ９０と下流側圧力センサ９２とを用いた方法に限定されるものではない。ＥＣＵ２００は、たとえば、たとえば、酸素センサ、空燃比センサ、エアフローメータ、スロットル開度センサ、水温センサなどの各種センサを利用して、フィルタ８４の温度を推定したり、あるいは、エンジン１０の作動履歴、運転時間あるいは出力低下量等からフィルタ８４におけるＰＭの堆積量を推定したりして、推定された堆積量が所定量以上である場合に、フィルタ８４の再生が要求されると判定する方法であってもよい。
【００４０】
フィルタ８４の昇温制御としては、たとえば、出力嵩上げ制御と、点火遅角制御と、加熱制御とを含む。
【００４１】
出力嵩上げ制御は、排気温度が上昇するようにエンジン１０の出力を嵩上げする制御である。具体的には、出力嵩上げ制御は、エンジン１０の排気温度が上昇するようにエンジン１０の出力を通常値よりも嵩上げすることによって、フィルタ８４の温度を再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させる制御である。エンジン１０の出力の嵩上げは、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期の少なくともいずれを調整することにより行なわれる。
【００４２】
ＥＣＵ２００は、たとえば、再生制御の実行時においては、走行要求パワーに応じてエンジン１０の出力パワーを決定した後に決定された出力パワー（通常値）を所定の嵩上げ量だけ増加した出力パワーをエンジン１０に出力させる。
【００４３】
なお、エンジン１０の出力の嵩上げによる余剰出力の一部または全部は、第１ＭＧ２０による発電電力に変換されて、バッテリ７０に供給される（バッテリ７０が充電される）。
【００４４】
また、エンジン１０の出力の嵩上げは、再生制御の実行時に、通常値から所定の嵩上げ量だけ増加した値にステップ的に変化させるようにして行なわれてもよいし、あるいは、通常値から所定の嵩上げ量だけ増加した値になるまで時間の経過とともに線形的にあるいは非線形的に増加させるようにして行なわれてもよい。
【００４５】
所定の嵩上げ量は、たとえば、フィルタ８４の温度上昇の応答性等を考慮して設定される。なお、嵩上げ量は、所定量に限定されるものではなく、フィルタ８４のＰＭの詰まり具合（堆積量）や、バッテリ７０のＳＯＣや温度等に基づく受け入れ可能な電力に基づいて設定されてもよい。
【００４６】
エンジン１０の出力を通常値よりも嵩上げすることによってエンジン１０の出力を通常値に従って制御する場合よりも排気温度が高くなるため、フィルタ８４の温度を早期に再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させることができる。そのため、早期にフィルタ８４に堆積したＰＭを取り除くことができる。
【００４７】
点火遅角制御は、排気温度が上昇するようにエンジン１０の点火時期を遅角する制御である。具体的には、点火遅角制御は、エンジン１０の排気温度が上昇するようにエンジン１０の点火時期を通常値よりも所定の遅角量だけ遅角することによって、フィルタ８４の温度を再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させる制御である。
【００４８】
ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１０の出力パワーが決定されると、決定された出力パワーに基づいて基本点火時期を求め、この基本点火時期を、吸気温度やＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）量などに関する補正量で補正した結果で、実際の点火時期を制御する。そのため、ＥＣＵ２００は、再生制御の実行時においては、上述の吸気温度やＥＧＲ量などの補正量に加えて、所定の遅角量に対応する補正量で、基本点火時期を補正する。
【００４９】
なお、点火時期を通常値よりも所定の遅角量だけ遅角することにより生じるエンジン１０の出力低下分は、たとえば、第２ＭＧ３０の出力増加等によって補われる。そのため、バッテリ７０における放電量が増加する。
【００５０】
また、点火時期の遅角は、再生制御の実行時に、通常値から所定の遅角量だけ遅角した値にステップ的に変化させるようにして行なわれてもよいし、あるいは、通常値から所定の遅角量だけ遅角した値になるまで時間の経過とともに線形的にあるいは非線形的に変化させるようにして行なわれてもよい。
【００５１】
所定の遅角量は、たとえば、フィルタ８４の温度上昇の応答性等を考慮して設定される。なお、遅角量は、フィルタ８４のＰＭの詰まり具合やバッテリ７０の状態等に基づいて設定されてもよい。
【００５２】
エンジン１０の点火時期を通常値よりも遅角することによって点火時期を通常値とする場合よりも排気温度が高くなるため、フィルタ８４の温度を早期に再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させることができる。そのため、早期にフィルタ８４に堆積したＰＭを取り除くことができる。
【００５３】
加熱制御は、エンジンとは別の熱源を用いてフィルタ８４を加熱する制御である。具体的には、加熱制御は、たとえば、バッテリ７０からの電力供給によって作動するヒータ等の加熱装置（図示せず）を用いてフィルタ８４を加熱することによって、フィルタ８４の温度を再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させる制御である。
【００５４】
ＥＣＵ２００は、再生制御の実行時においては、所定時間が経過するまで、あるいは、フィルタ８４の温度が再生可能温度Ｔｆ（０）以上になるまで加熱装置を作動させる。所定時間は、たとえば、加熱装置の連続作動時間に制限がある場合等に設定される。なお、加熱装置を作動させることによってバッテリ７０における放電量は増加する。
【００５５】
加熱装置を用いてフィルタ８４を加熱することによってフィルタ８４の温度を早期に再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させることができるため、早期にフィルタ８４に堆積したＰＭを取り除くことができる。
【００５６】
なお、昇温制御として、出力嵩上げ制御、点火遅角制御、および加熱制御を任意に組み合わせて実行することができる。すなわち、昇温制御として、出力嵩上げ制御、点火遅角制御、および加熱制御の少なくとも１つが実行される。
【００５７】
動力分割装置４０は、エンジン１０の発生する動力を、出力軸１６を経由した駆動軸１７への経路と、第１ＭＧ２０への経路とに分割可能に構成される。動力分割装置４０としては、サンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。たとえば、第１ＭＧ２０のロータをサンギヤに接続し、エンジン１０の出力軸をプラネタリギヤに接続し、かつ、出力軸１６をリングギヤに接続することによって、動力分割装置４０に、エンジン１０と第１ＭＧ２０と第２ＭＧ３０とを機械的に接続することができる。
【００５８】
第２ＭＧ３０のロータとも接続された出力軸１６は、減速機５８を経由して、駆動輪７２を回転駆動するための駆動軸１７と機械的に連結される。なお、第２ＭＧ３０の回転軸と出力軸１６との間に変速機をさらに組み込んでもよい。
【００５９】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０から供給される直流電力を交流電力に変換し、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動する。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が発電した交流電力を直流電力に変換し、バッテリ７０を充電する。たとえば、ＰＣＵ６０は、直流／交流電力変換のためのインバータ（図示せず）と、インバータの直流リンク側とバッテリ７０との間で直流電圧変換を実行するためのコンバータ（図示せず）とを含むように構成される。
【００６０】
バッテリ７０は、蓄電装置であり、充放電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される。なお、バッテリ７０に代えて、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を用いてもよい。
【００６１】
バッテリ７０には、電流センサ１５２と、電圧センサ１５４と、電池温度センサ１５６とが設けられる。電流センサ１５２は、バッテリ７０の電流ＩＢを検出する。電流センサ１５２は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１５４は、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出する。電圧センサ１５４は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電池温度センサ１５６は、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出する。電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００６２】
ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の電流ＩＢと、電圧ＶＢと、電池温度ＴＢとに基づいてバッテリ７０の充電状態を示す状態量（以下、ＳＯＣ（State  of  Charge）と記載する）を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、電流と、電圧と、電池温度とに基づいてＯＣＶ（Open  Circuit  Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の充電電流と放電電流とを積算することによってバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。
【００６３】
ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣが上限を上回らないようにバッテリ７０の充電電力を制限する。ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣが下限を下回らないようにバッテリ７０の放電電力を制限する。これにより、バッテリ７０の過充電および過放電を抑制してバッテリ７０を保護することができる。
【００６４】
車輪速センサ１４は、駆動輪７２の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。
【００６５】
アクセルペダル１６０は、運転席に設けられる。アクセルペダル１６０には、ペダルストロークセンサ１６２が設けられる。ペダルストロークセンサ１６２は、アクセルペダル１６０のストローク量（踏み込み量）ＡＰを検出する。ペダルストロークセンサ１６２は、ストローク量ＡＰを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、ペダルストロークセンサ１６２に代えてアクセルペダル１６０に対する車両１の乗員の踏力を検出するためのアクセルペダル踏力センサを用いてもよい。
【００６６】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。
【００６７】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する制御装置である。
【００６８】
ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰおよび車速Ｖに対応する車両出力を算出する。さらに、ＥＣＵ２００は、補機を作動させる場合には補機の作動に要するパワーを算出された車両出力に加算する。ここで、補機とは、たとえば、空調装置である。さらに、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０を充電する場合にはバッテリの充電に要するパワーを算出された車両出力に加算する。ＥＣＵ２００は、算出された車両出力に応じて、第１ＭＧ２０のトルク、第２ＭＧ３０のトルク、または、エンジン１０の出力を制御する。本実施の形態においては、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を含むトランスミッション８と、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０との間で電力を授受するＰＣＵ６０とを含む構成が、エンジン１０の動力をバッテリ７０を充電する電力に変換することが可能であり、かつ、バッテリ７０の電力を車両１を走行させるパワーに変換することが可能なパワー変換装置に相当する。
【００６９】
ＥＣＵ２００は、車両出力が第１のしきい値Ｘを上回ったときに、エンジン１０を始動してエンジン１０の駆動力および第２ＭＧ３０の駆動力の双方を用いて走行する（以下、ＨＶ走行とも称する）。ＥＣＵ２００は、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回ったときに、エンジン１０を停止して第２ＭＧ３０の駆動力を用いて走行する（以下、ＥＶ走行とも称する）。なお、第１のしきい値Ｘおよび第２のしきい値Ｙは、車両出力を満足するためにエンジン１０の駆動力が必要であるか否かを判定するための値である。第１のしきい値Ｘおよび第２のしきい値Ｙは、ＨＶ走行とＥＶ走行との切替におけるハンチングを抑制するために異なった値とされてもよいし、同じ値とされてもよい。
【００７０】
以上のような構成を有する車両１において、エンジン１０の始動および停止が繰り返されると、エンジン１０の始動時にＰＭの発生量が増大する。エンジン１０の始動および停止によってＰＭがフィルタ８４に過剰に堆積した状態でフィルタ８４の再生が開始されると、酸化燃焼時の発熱量が増大し、フィルタ８４の温度が過度に高くなる、すなわち、ＰＭの燃焼によってＯＴ（Over  Temperature）が引き起こされる可能性がある。
【００７１】
本実施の形態においては、エンジン１０の運転中であって、フィルタ８４を再生させる再生制御の実行が要求されてから再生制御が開始されるまでの間に、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回ってもエンジン１０の運転を継続させる点を特徴とする。これにより、エンジン１０の始動および停止によってＰＭが増大することが抑制されるので、再生制御の開始時にＰＭがフィルタに過剰に堆積することが抑制される。よって、フィルタ８４の再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制することができる。
【００７２】
図２は、図１に示すＥＣＵ２００が実行するフィルタ再生に係るエンジン制御に関する処理の機能ブロック図である。図２の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ２００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。ＥＣＵ２００は、再生要求判定部２０２と、再生制御部２０４と、エンジン制御部２０６とを含む。
【００７３】
再生要求判定部２０２は、フィルタ８４の再生が要求されるか否かを判定する。なお、フィルタ８４の再生が要求がされるか否かの判定方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。再生要求判定部２０２は、フィルタ８４の再生が要求されると判定する場合に再生要求フラグをオン状態にする。
【００７４】
また、再生要求判定部２０２は、フィルタ８４の再生が要求されないと判定する場合に再生要求フラグをオフ状態にする。一例として、再生要求判定部２０２は、上流側圧力センサ９０によって検出される上流側圧力と、下流側圧力センサ９２によって検出される下流側圧力との差がしきい値よりも低くなる場合には、フィルタ８４の再生が完了したものとして、再生要求フラグをオフ状態にする。
【００７５】
なお、フィルタ８４の再生が完了したか否かの判定に用いられるしきい値は、実験的あるいは設計的に適合される所定値であってもよいし、エンジン１０の運転状態に応じて変化する値であってもよい。また、フィルタ８４の再生が完了したか否かの判定に用いられるしきい値は、フィルタ８４の再生が要求されるか否かの判定に用いられるしきい値と同じ値であってもよいし、フィルタ８４の再生が要求されるか否かの判定に用いられるしきい値よりも小さい値であってもよい。再生要求判定部２０２は、再生制御部２０４およびエンジン制御部２０６へ再生要求フラグを出力する。
【００７６】
再生制御部２０４は、再生要求判定部２０２によってフィルタ８４の再生が要求されると判定される場合、フィルタ８４の再生制御を実行する。再生制御については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。再生制御部２０４は、再生制御を実行するときに再生制御実行フラグをオン状態にする。また、再生制御部２０４は、再生制御を停止するときに再生制御実行フラグをオフ状態にする。再生制御部２０４は、再生制御実行フラグをエンジン制御部２０６へ出力する。
【００７７】
エンジン制御部２０６は、上述のように車両出力に基づいてエンジン１０の始動および停止を制御する。ここで、エンジン制御部２０６は、エンジン１０の運転中に、再生要求フラグがオン状態であり、かつ、再生制御実行フラグがオフ状態であるときには、エンジン停止許可フラグをオフ状態にする。エンジン制御部２０６は、エンジン停止許可フラグがオフ状態であるときには、エンジン１０の停止を禁止する。
【００７８】
これにより、エンジン制御部２０６は、エンジン１０の運転中であって、フィルタ８４を再生させる再生制御の実行が要求されてから再生制御が開始されるまでの間に、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回ってもエンジン１０の運転を継続させる。
【００７９】
図３は、図１に示すＥＣＵ２００が実行するフィルタ再生に係るエンジン制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、ＥＣＵ２００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００８０】
図３を参照して、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が運転中であるか否かを判定する。エンジン１０が運転中ではないと判定された場合は(Ｓ１００にてＮＯ)、以降の処理はスキップされて処理がメインルーチンに戻される。
【００８１】
エンジン１０が運転中であると判定された場合は(Ｓ１００にてＹＥＳ)、ＥＣＵ２００は、上述のように車両出力を算出する（Ｓ１１０）。続いてＳ１２０にて、ＥＣＵ２００は、算出された車両出力が第２のしきい値Ｙよりも小さいか否かを判定する。算出された車両出力が第２のしきい値Ｙよりも小さいと判定された場合は(Ｓ１２０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ２００は、フィルタ８４の再生が要求されており、かつ、再生制御の開始前であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。なお、フィルタ８４の再生が要求がされるか否かの判定方法および再生制御については、上述したとおりである。
【００８２】
フィルタ８４の再生が要求されていない、または、再生制御の開始前ではないと判定された場合は(Ｓ１３０にてＮＯ)、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の停止を許可する（Ｓ１４０）。フィルタ８４の再生が要求されており、かつ、再生制御の開始前であると判定された場合は(Ｓ１３０にてＹＥＳ)、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の停止を禁止する（Ｓ１５０）。これにより、車両出力が第２のしきい値Ｙよりも小さい場合であっても、エンジン１０が継続して運転される。
【００８３】
一方、Ｓ１２０にて算出された車両出力が第２のしきい値Ｙ以上であると判定された場合も(Ｓ１２０にてＮＯ)、処理はＳ１５０に移される。
【００８４】
図４は、図１に示すＥＣＵ２００が実行するフィルタ再生に係るエンジン制御に関する処理を示すタイムチャートである。図４においては、横軸には時間が示され、縦軸には車両出力、再生要求フラグ、再生制御実行フラグ、エンジン停止許可フラグ、エンジン状態、およびフィルタ８４の温度が示される。なお、エンジン停止許可フラグ、エンジン状態、およびフィルタ８４の温度について、本実施の形態の始動制御が適用される場合は実線で表わされ、本実施の形態の始動制御が適用されない比較例は一点鎖線で表わされる。
【００８５】
図４を参照して、時刻ｔ０において、車両出力は第１のしきい値Ｘよりも大きいので、エンジン１０は運転状態（駆動状態）となっている。本実施の形態の始動制御においては、時刻ｔ１において、再生制御が要求されているので、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回ってもエンジン１０の停止が禁止され、エンジン１０は駆動状態が継続されるので、エンジン１０の始動および停止によってＰＭが増大することが抑制される。その結果、時刻ｔ２にて再生制御の開始される時にＰＭがフィルタに過剰に堆積することが抑制される。
【００８６】
一方、比較例においては、時刻ｔ１において、再生制御が要求されていても、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回るとエンジン１０の停止が許可される。そのため、エンジン１０は停止状態となり、エンジン１０の始動および停止によってＰＭが増大する。その結果、時刻ｔ２にて再生制御が開始される時にＰＭがフィルタに過剰に堆積する可能性がある。
【００８７】
以上のように、この実施の形態においては、エンジン１０の運転中であって、フィルタ８４を再生させる再生制御の実行が要求されてから再生制御が開始されるまでの間に、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回ってもエンジン１０の運転が継続される。その結果、エンジン１０の始動および停止によってＰＭが増大することが抑制されるので、再生制御の開始時にＰＭがフィルタ８４に過剰に堆積することが抑制される。したがって、この実施の形態によれば、フィルタ８４の再生時にフィルタ８４の温度が過度に高くなることを抑制することができる。
【００８８】
本発明は、ディーゼルエンジンにも適用可能であるが、以下に説明するとおり、ガソリンエンジンに適用することがより有効である。エンジン１０がディーゼルエンジンである場合には、同程度の出力規模のガソリンエンジンと比較してＰＭの発生量が多く、排気温度も低い。
【００８９】
そのため、エンジン１０がディーゼルエンジンである場合に、本実施の形態の始動制御を適用すると、図４に示されるように、エンジン１０がガソリンエンジンである場合に比べて、フィルタ８４の温度が低下しやすい。そのため、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回っているときに、必要とされる温度までフィルタ８４の温度を上昇させるには、負荷運転を行なう必要がある。負荷運転とは、エンジン要求パワーを出力するようにエンジン１０を運転すること、あるいは、バッテリ７０を充電するようにエンジン１０を運転することを含む。負荷運転が実行されると、第１ＭＧ２０によって発電が行なわれる。第１ＭＧ２０による発電電力は、バッテリ７０の充電に用いられる。しかしながら、バッテリ７０のＳＯＣに応じて充電電力が制限される場合には、バッテリ７０が第１ＭＧ２０による発電電力を受け入れられない場合がある。その結果、エンジン１０の負荷運転を実行することが困難となる可能性がある。
【００９０】
一方、本発明が適用されるガソリンエンジンは、同程度の出力規模のディーゼルエンジンと比較してＰＭの発生量が少なく、排気温度も高い。そのため、負荷運転を行なうことなく自立運転（アイドル運転）でもフィルタ８４の温度の低下を抑制することができる。よって、バッテリ７０のＳＯＣに関わらず、車両出力と再生要求に応じてエンジン１０の始動および停止を決定することが可能となる。
【００９１】
以上のように、エンジン１０にガソリンエンジンが適用される場合には、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回っている場合にエンジン１０の運転が継続しているときは、自立運転を行なうようにエンジン１０が制御される。
【００９２】
ガソリンエンジンは、ディーゼルエンジンに比べて自立運転時の排気ガスの温度が高いので、負荷運転を行なわなくてもフィルタ８４の温度の低下を抑制することができる。また、自立運転時にはＰＭの排出量が少ないので、ＰＭの堆積量を抑制することができる。よって、ガソリンエンジンの場合は、エンジン１０の駆動力による発電電力を増加することによってエンジン１０の負荷を増大させる必要がないので、発電電力を蓄えるバッテリ７０の残容量に関わらず、フィルタ８４の再生時にフィルタの温度が過度に高くなることを抑制することができる。
【００９３】
なお、エンジン１０の自立運転が実行されている場合において、フィルタ８４の温度が所定温度を下回ったときは、負荷運転するようにエンジン１０を制御してもよい。この場合、フィルタ８４の温度が低下することを抑制することができる。
【００９４】
＜変形例１＞
本実施の形態の変形例１においては、フィルタ８４内のＰＭの堆積量に応じてエンジン１０の出力を変更する場合について説明する。なお、変形例１による車両１の構成は、実施の形態と同様である。
【００９５】
図５は、ＰＭの堆積量とエンジン出力との関係を示すグラフである。図５を参照して、ＥＣＵ２００は、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回っている場合にエンジン１０の運転が継続しているときは、フィルタ８４に堆積しているＰＭが多いほどエンジン１０の出力を小さくするようにエンジン１０を制御する。
【００９６】
なお、エンジン１０の出力低下分は、たとえば、第２ＭＧ３０の出力増加等によって補われる。そのため、バッテリ７０における放電量が増加する。
【００９７】
フィルタ８４に堆積しているＰＭが多い場合は、エンジン１０の出力を小さくすることによってＰＭの発生が抑制される。これにより、ＰＭがフィルタ８４に過剰に堆積することを抑制できる。
【００９８】
＜変形例２＞
本実施の形態の変形例２においては、フィルタ８４の温度に応じてエンジン１０の出力を変更する場合について説明する。なお、変形例２による車両１の構成は、実施の形態と同様である。
【００９９】
図６は、フィルタ８４の温度とエンジン出力との関係を示すグラフである。図６を参照して、ＥＣＵ２００は、車両出力が第２のしきい値Ｙを下回っている場合にエンジン１０の運転が継続しているときは、フィルタ８４の温度が低いほどエンジン１０の出力を大きくするようにエンジン１０を制御する。
【０１００】
なお、エンジン１０の出力増大による余剰出力の一部または全部は、第１ＭＧ２０による発電電力に変換されて、バッテリ７０に供給される（バッテリ７０が充電される）。
【０１０１】
フィルタ８４の温度が低い場合には、エンジン１０の出力を大きくすることによって排気ガスの温度が上昇するのでフィルタ８４の温度が上昇する。これにより、フィルタ８４の温度を早期に再生可能温度Ｔｆ（０）まで上昇させることができる。そのため、早期にフィルタ８４に堆積したＰＭを取り除くことができる。
【０１０２】
本実施の形態においては、図１に説明したように、ガソリンエンジンと、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の２つのモータジェネレータとを搭載するハイブリッド車両を一例として説明したが、特にハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータの個数は、２つに限定されるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、ハイブリッド車両は、シリーズ方式のハイブリッド車両であってもよいし、パラレル方式のハイブリッド車両であってもよい。
【０１０３】
なお、上記において、エンジン１０は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、第２ＭＧ３０は、この発明における「回転電機」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ２００は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
【０１０４】
以上のように本発明の実施の形態および変形例１，２について説明を行なったが、実施の形態および変形例１，２の構成を適宜組合せてもよい。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  ハイブリッド車両、８  トランスミッション、１０  エンジン、１４  車輪速センサ、１６  出力軸、１７  駆動軸、２０  第１ＭＧ、３０  第２ＭＧ、４０  動力分割装置、５８  減速機、６０  ＰＣＵ、７０  バッテリ、７２  駆動輪、８０  排気流路、８２  触媒、８４  フィルタ、８６  空燃比センサ、８８  酸素センサ、９０  上流側圧力センサ、９２  下流側圧力センサ、１１２  気筒、１５２  電流センサ、１５４  電圧センサ、１５６  電池温度センサ、１６０  アクセルペダル、１６２  ペダルストロークセンサ、２００  ＥＣＵ、２０２  再生要求判定部、２０４  再生制御部、２０６  エンジン制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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