(57)【要約】【課題】予混合燃焼を利用してエンジン低負荷側の運転領域でＮＯｘを充分に減少させるようにしつつ、ハイブリッド車両の駆動力制御用モータを用いたトルクアシストを利用して、高負荷側の領域でのＮＯｘの増大を抑制し、全体として大幅なＮＯｘ低減効果を発揮させる。【解決手段】ＥＧＲ率が大きい予混合燃焼モードとＥＧＲ率が小さい拡散燃焼モードとをエンジン３の運転状態に応じて切換えるエンジン制御手段４３と、発電状態とトルクアシスト状態とに切換え可能な態駆動力制御用モータ１と、モータ制御手段４４とを備える。そして、予混合燃焼モードとする運転領域内では発電のみを行い、拡散燃焼モードではとする運転領域内ではトルクアシストのみを行うように、エンジン制御と関連して駆動力制御用モータの制御を行なうようにしている。【選択図】        図１
2005048618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
エンジン温度に関連する温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段により検出される温度が所定温度以上のときに、ＥＧＲ率が大きい第１燃焼モードとＥＧＲ率が小さい第２燃焼モードとをエンジンの運転状態に応じて切換えるエンジン制御手段と、
エンジンに動力連結されてエンジン回転により発電を行う状態とエンジンへのトルクアシストを行う状態とに切換可能な駆動力制御用モータと、
上記駆動力制御用モータをエンジンの運転状態に応じて制御するモータ制御手段とを備え、
上記モータ制御手段は、上記第１燃焼モードでは発電のみを行い、上記第２燃焼モードではトルクアシストのみを行うように駆動力制御用モータを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
上記エンジン制御手段は、上記温度検出手段により検出される温度が所定温度より低いときに第１燃焼モードの実行を禁止するように構成され、上記モータ制御手段は、上記温度が所定温度より低いとき、低負荷側の領域で発電、高負荷側の領域でトルクアシストを行い、かつ、上記温度が所定温度以上のときと比べて発電量およびトルクアシスト量を減少させるように駆動力制御用モータを制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
駆動力制御用モータに電気的に接続されるバッテリの蓄電量に関するパラメータを検出する蓄電量検出手段を備え、上記モータ制御手段は、当該蓄電量が所定の増大判定基準値以上のときは上記第１燃焼モードでの駆動力制御用モータによる発電を抑制し、または第２燃焼モードでのトルクアシストを増大させることを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
駆動力制御用モータに電気的に接続されるバッテリの蓄電量に関するパラメータを検出する蓄電量検出手段を備え、上記モータ制御手段は、当該蓄電量が所定の減少判定基準値以下のときは上記第２燃焼モードでの駆動力制御用モータによるトルクアシストを抑制し、または第１燃焼モードでの発電を増大させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
上記モータ制御手段は、蓄電量が所定の減少判定基準値以下のときのトルクアシスト抑制の制御として、上記第２燃焼モードとされる運転領域のうちでＮＯｘ排出量が比較的多い領域でのみトルクアシストを行うように駆動力制御用モータを制御することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンによる発電とエンジンへのトルクアシストとが可能な駆動力制御用モータを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンとモータとを組み合わせ、そのモータが必要に応じてエンジンによる発電を行ったり、補助的に駆動力を付与（以下トルクアシストまたは単にアシストという）したりするようなハイブリッド車両が開発されている（例えば特許文献１参照）。このハイブリッド車両では、走行負荷に相当するエンジン出力（以下目標エンジン出力という）が低い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも高めに設定し、余剰出力によってモータで発電するとともにそのエネルギをバッテリに貯蔵する。一方、目標エンジン出力が高い領域では、エンジン出力を目標エンジン出力よりも低めに設定し、不足する出力をモータ出力で補う（バッテリに貯蔵したエネルギでモータを駆動する）トルクアシストを行う。
【０００３】
即ち、目標エンジン出力の変動幅に対し、実際のエンジン出力の変動幅を狭く設定することができるので、エンジンを効率の高い領域で運転させ易くなり、燃費や排ガス浄化性能を高めることができる。
【０００４】
また、ディーゼルエンジン等の直噴式エンジン（燃焼室内に燃料噴射手段が設けられたエンジン）において、窒素炭化物（ＮＯｘ）と煤との生成を抑えるため、近年、予混合圧縮着火燃焼（以下、予混合燃焼と略す。）と呼ばれる新しい燃焼形態が提案されている（例えば、特許文献２）。この燃焼形態は、過早着火防止およびＮＯｘ等の生成の抑制のため、大量の排気を吸気に還流させつつ（以下、吸気に還流させる排気をＥＧＲガスと称す。）、気筒の圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射することにより吸気と燃料とを充分に混合させてから、この混合気を圧縮行程の終わりに自己着火させて燃焼させるようにしたものである。
【０００５】
ただし、燃焼時の吸気にＥＧＲガスが多く含まれることになると、その分、前記吸気に含まれる空気量が少なくなるため、かかる燃焼形態をエンジンの高速回転および高負荷側で実現することは困難である。このため、従来は、主に低速回転かつ低負荷側の運転領域では前記の如く予混合燃焼とし、この際、前記吸気に前記ＥＧＲガスが含まれる割合（以下、ＥＧＲ率と称す。）を比較的高い第一の設定値以上に制御する一方、主に高速回転又は高負荷側の運転領域では燃料の噴射態様を切り替えて燃料の噴射を気筒の圧縮行程上死点近傍で行い、かつ、前記ＥＧＲ率を前記第一の設定値より低い第二の設定値以下に制御した状態で燃焼させる（以下、拡散燃焼と称す。）ことが行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２７２１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１０６６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献２に記載されたエンジンでは、上記予混合燃焼が行なわれる低負荷側の運転領域ではＮＯｘや煤の生成を充分に抑えることができるが、拡散燃焼時が行なわれる高負荷側の運転領域では、ＮＯｘ発生量が増大し易くなる。すなわち、拡散燃焼時には、燃料と空気とが充分に混合する時間がないため、混合気濃度にはむらが生じ、混合気濃度が理論空燃比に近い部分では燃焼温度が高くなってＮＯｘが生成される。しかも、高負荷側の運転領域では燃料噴射量が多くて発熱量が大きく、このような状況下で拡散燃焼が行なわれるため、ＮＯｘ発生量が増大する傾向がある。
【０００８】
このため、拡散燃焼が行なわれる領域でのＮＯｘの増大を抑制することが望まれる。
【０００９】
なお、上記特許文献１に示されるようなモータを発電状態とトルクアシスト状態とに切換えるハイブリッド車両の制御と、特許文献２に示されるような予混合燃焼状態と拡散燃焼状態とに切換えるエンジン制御とは、それぞれ個別にしられているものの、これらを特別な関係で関連づけて制御するような技術は従来において見られなかった。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑み、ＥＧＲ率が大きい燃焼モードとすることが可能なエンジン低負荷側の運転領域ではこの燃焼モードによりＮＯｘを充分に減少させるようにする一方、ＥＧＲ率が大きい燃焼モードとすることができない高負荷側の運転領域ではハイブリッド車両の駆動力制御用モータを用いたトルクアシストを利用してＮＯｘの増大を抑制し、全体として大幅なＮＯｘ低減効果を発揮させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、エンジン温度に関連する温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段により検出される温度が所定温度以上のときに、ＥＧＲ率が大きい第１燃焼モードとＥＧＲ率が小さい第２燃焼モードとをエンジンの運転状態に応じて切換えるエンジン制御手段と、エンジンに動力連結されてエンジン回転により発電を行う状態とエンジンへのトルクアシストを行う状態とに切換可能な駆動力制御用モータと、上記駆動力制御用モータをエンジンの運転状態に応じて制御するモータ制御手段とを備え、上記モータ制御手段は、上記第１燃焼モードでは発電のみを行い、上記第２燃焼モードではトルクアシストのみを行うように駆動力制御用モータを制御するものである。
【００１２】
この構成によると、上記第２燃焼モードとされる運転領域内で上記トルクアシストが行なわれることにより、駆動輪に伝えるべきトルクに対して上記トルクアシスト分だけエンジン自体の発生トルクは低くなるため、トルクアシストを行なわない場合と比べてＮＯｘが低減される。一方、上記トルクアシストによる電力消費を補うため第１燃焼モードとされる運転領域内で発電が行なわれ、この発電状態のときには駆動輪に伝えるべきトルクに対して対してエンジン自体の発生トルクは高くなるが、ＥＧＲ率が大きい第１燃焼モードでの燃焼によりＮＯｘは充分に低く抑えられる。従って、全体として有効にＮＯｘが低減される。
【００１３】
この発明において、上記エンジン制御手段は、上記温度検出手段により検出される温度が所定温度より低いときに第１燃焼モードの実行を禁止するように構成され、上記モータ制御手段は、上記温度が所定温度より低いとき、低負荷側の領域で発電、高負荷側の領域でトルクアシストを行い、かつ、上記温度が所定温度以上のときと比べて発電量およびトルクアシスト量を減少させるように駆動力制御用モータを制御することが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、エンジン温度に関連する温度が低いときは、多量のＥＧＲによってエンジンの燃焼安定性が損なわれたり排気温度が低くなって排気通路に設けられている触媒の活性化が遅れたりするといった事態を避けるため、第１燃焼モードの実行が禁止される。また、このように第１燃焼モードの実行が禁止されても、運転状態に応じて上記モータが発電状態とトルクアシスト状態とに変更されることにより、ハイブリッド車両としての燃費改善等の効果が得られる。ただし、第１燃焼モードによるＮＯｘ低減作用は得られなくなるので、上記モータが発電状態とされたときにＮＯｘが増大することを避けるため、エンジン温度に関連する温度が高い場合と比べると発電量少なくされ、それに伴ってトルクアシスト量が少なくされる。
【００１５】
また、駆動力制御用モータに電気的に接続されるバッテリの蓄電量に関するパラメータを検出する蓄電量検出手段を備え、上記モータ制御手段は、当該蓄電量が所定の増大判定基準値以上のときは上記第１燃焼モードでの駆動力制御用モータによる発電を抑制し、または第２燃焼モードでのトルクアシストを増大させるようになっていることが好ましい。
【００１６】
このようにすると、発電によるバッテリへの充電が過度に行なわれることが避けられ、バッテリが保護される。
【００１７】
また、駆動力制御用モータに電気的に接続されるバッテリの蓄電量に関するパラメータを検出する蓄電量検出手段を備え、上記モータ制御手段は、当該蓄電量が所定の減少判定基準値以下のときは上記第２燃焼モードでの駆動力制御用モータによるトルクアシストを抑制し、または第１燃焼モードでの発電を増大させるようになっていることが好ましい。
【００１８】
このようにするとバッテリの過放電が防止される。
【００１９】
蓄電量が所定の減少判定基準値以下のときのトルクアシスト抑制の制御としては、例えば、上記第２燃焼モードとされる運転領域のうちでＮＯｘ排出量が比較的多い領域でのみトルクアシストを行うように駆動力制御用モータを制御する。
【００２０】
このようにすると、ＮＯｘ排出量が比較的多い領域でトルクアシストによるＮＯｘ抑制作用が得られながら、それ以外の領域ではトルクアシストが行なわれないためバッテリの過放電が防止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は当実施形態における概略システムブロック図である。エンジン３はディーゼルエンジンであり、その主軸（クランクシャフト）にはモータ連結軸２を介してモータ１（駆動力制御用モータ）が接続されている。このモータ１は電気を動力源として回転駆動力をエンジン３に付与すること（トルクアシスト）ができる一方、エンジン３に逆駆動されることによって発電を行うこともできる。エンジン３にはトランスミッション４、プロペラシャフト５、ドライブシャフト６および駆動輪７がこの順に接続されており、モータ１およびエンジン３の駆動力が適正回転数に変速されて駆動輪７に伝達される。
【００２３】
エンジン３には、燃焼のための空気を吸入する吸気通路１１と、燃焼後の排ガスを排出する排気通路１２とが設けられている。また吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路１３が設けられており、その通路中にＥＧＲバルブ１４が設けられている。このＥＧＲバルブ１４を開弁することにより排気の一部が吸気に還流される（ＥＧＲ）。さらに、吸気通路１１におけるＥＧＲ通路１３の接続箇所より上流に、吸気絞り弁１５が設けられている。
【００２４】
そして、上記ＥＧＲバルブ１４の開度調節と吸気絞り弁１５の開度調節とによりＥＧＲ率をコントロールすることができるようになっている。すなわち、ＥＧＲバルブ１４の開度が大きくなるほどＥＧＲ量が増加し、また、吸気絞り弁１５の開度が小さくなるほど吸入新気量が減少してＥＧＲ量が増加することによりＥＧＲ率が大きくなる。ここで、ＥＧＲ率とは、シリンダに流入するガス量（新気量＋ＥＧＲ量）に対するＥＧＲ量の比率をいう。
【００２５】
排気通路１２には、ＥＧＲ通路１３との分岐点より下流側に酸化触媒２１、ＮＯｘ浄化触媒２２およびパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦと略称する）２３が設けられている。
【００２６】
上記酸化触媒２１は、排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ等を酸化させて浄化するものである。この酸化触媒２１の直前上流側には、酸化触媒２１に流入する排気の温度を検知する温度センサ３６が設けられている。
【００２７】
上記ＮＯｘ浄化触媒２２は、排気ガスがリーン空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、リッチ空燃比となったときにＮＯｘを放出、還元するものである。このＮＯｘ浄化触媒２２の直前上流側には、ＮＯｘ浄化触媒２２に流入する排気の温度を検知する温度センサ３７が設けられている。
【００２８】
また、上記ＤＰＦ２３は、排気ガス中に含まれるパティキュレートマター（煤などの粒子状物質。以下ＰＭと略称する）を捕集して浄化するものである。ＤＰＦ２３の直前上流側には圧力センサ３８が、直後下流側には圧力センサ３９がそれぞれ設けられ、排気圧を検知する。
【００２９】
モータ１にはインバータ３１を介してバッテリ３２が接続されている。トルクアシスト時にはモータ１が所定の出力を得られるようにバッテリ３２からインバータ３１を介して電力が供給される。発電時にはモータ１で発電した電力がインバータ３１を介してバッテリ３２に充電される。
【００３０】
また、運転者の操作によるアクセル開度を検知するアクセル開度センサ３３が設けられている。
【００３１】
上記温度センサ３６，３７、圧力センサ３８，３９およびアクセル開度センサ３３からの各検出信号はＥＣＵ４０に入力され、さらに、エンジン回転速度を示す信号もＥＣＵ４０に入力される。
【００３２】
上記ＥＣＵ４０はモータ１およびエンジン３を制御する制御ユニットである。このＥＣＵ４０は、運転状態検出手段４１、蓄電量検出手段４２、エンジン制御手段４３およびモータ制御手段４４を機能的に含んでいる。
【００３３】
上記運転状態検出手段４１は、エンジン負荷に対応する値とエンジン回転速度とによりエンジンの運転状態を検出する。例えば、アクセル開度センサ３３によって検出されるアクセル開度とエンジン回転速度とにより運転状態を調べ、あるいは、上記アクセル開度から駆動輪の目標トルクを求めて、この目標トルクとエンジン回転速度とにより運転状態を調べる。また、上記蓄電量検出手段４２は、バッテリ３２の蓄電量に関連するパラメータを検出し、例えば、後に詳述するように電流値と電圧値とからＳＯＣを求める。
【００３４】
上記エンジン制御手段４３は、酸化触媒２１の直前上流の温度センサ３６（温度検出手段）によって検出される排気温度（エンジン温度に関連する温度）が所定温度以上のときに、ＥＧＲ率が大きい予混合燃焼モード（第１燃焼モード）とＥＧＲ率が小さい拡散燃焼モード（第２燃焼モード）とをエンジンの運転状態に応じて切換えるようにする。そのために、予混合燃焼モードを実行する運転領域である予混合燃焼領域（Ｈ）と拡散燃焼モードを実行する運転領域である拡散燃焼領域（Ｄ）とが予めマップで設定されており、例えば図２に示すように、アクセル開度（駆動輪の目標トルク）が所定値以下の低負荷領域（ただし高速域を除く）が予混合燃焼領域（Ｈ）とされ、アクセル開度が所定値より大きい高負荷領域および高速域が拡散燃焼領域（Ｄ）とされている。
【００３５】
ここで、予混合燃焼モードとは、過早着火防止のためＥＧＲ率を所定値以上に大きくしつつ、圧縮上死点よりかなり前の圧縮行程途中で燃料を噴射することにより、燃料と空気とが充分に混合してから圧縮上死点付近で自己着火による燃焼が開始されるようにする燃焼モードをいい、また、拡散燃焼モードとは、ＥＧＲ率を所定値より小さくしつつ、圧縮上死点付近で燃料を噴射することにより、噴射開始直後に燃料の一部が自己着火し、その部分が核となって周囲の燃料噴霧および空気を巻き込みながら燃焼が拡散していくようにする燃焼モードをいう。
【００３６】
上記予混合燃焼モードの場合に、燃料と空気との混合を良好にするため、噴射終期が圧縮上死点前の一定時期（例えばＢＴＤＣ３０°ＣＡ）となるように燃料噴射量の増加につれて噴射開始時期を進角するとともに、燃料噴射量の増加に応じて燃料噴射を複数回に分割して行うようにすることが好ましい。
【００３７】
なお、上記排気温度が所定温度よりも低いときには、予混合燃焼モードの実行を禁止して、エンジンの全運転領域で拡散燃焼モードを実行するようになっている。
【００３８】
上記モータ制御手段４４は、インバータ３１にモータトルク指令を出すことによってモータ１を制御する。モータトルク指令のトルク値が正であればトルクアシスト状態となり、負であれば発電状態となる。ゼロのときは何れでもない中立状態（Ｎ）となる。以下、このようなモータ１の制御をＩＳＧ制御という。
【００３９】
特に上記モータ制御手段４４は、上記予混合燃焼モードでは発電のみを行い、拡散燃焼モードではトルクアシストのみを行うようにモータ１を制御する。すなわち、上記排気温度が所定温度以上のときに、予混合燃焼領域（Ｈ）内で発電を行い、拡散燃焼領域（Ｄ）内でトルクアシストを行うように制御する。また、上記排気温度が所定温度よりも低くて予混合燃焼が禁止されるときには、アクセル開度または目標トルクが低い低負荷側の領域で発電、アクセル開度または目標トルクが高い高負荷側の領域でトルクアシストを行うようにし、かつ、上記排気温度が所定温度以上のときと比べてトルクアシスト量を減少させる。さらに、蓄電量検出手段４２により検出される値が所定の増大判定基準値以上のときは上記予混合燃焼モードでの駆動力制御用モータによる発電を抑制し、または拡散燃焼モードでのトルクアシストを増大させるようにし、また所定の減少判定基準値以下のときは上記拡散燃焼モードでの駆動力制御用モータによるトルクアシストを抑制し、または上記予混合燃焼モードでの駆動力制御用モータによる発電を増大させるようにする。
【００４０】
当制御装置による制御を具体的に説明する。
【００４１】
図３および図４は運転状態に応じたエンジン制御およびＩＳＧ制御のフローチャートである。このフローチャートの処理がスタートすると、ステップＳ１で各種センサ等からの信号が入力され、ステップＳ２で、酸化触媒２１の直前上流の温度センサ３６によって検出される排気温度Ｔｃが予め設定された所定温度Ｔｃ０（例えば２００°Ｃ）より高いか否かが判定される。
【００４２】
ステップＳ２の判定がＹＥＳのときは、アクセル開度センサ３３により検出されるアクセル開度等に応じて駆動輪の目標トルクが設定される（ステップＳ３）。そして、上記目標トルク（またはアクセル開度）とエンジン回転速度とにより運転状態が調べられ、その運転状態が予混合燃焼領域（Ｈ）にあるか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００４３】
ステップＳ４での判定がＹＥＳのとき、つまり予混合燃焼領域（Ｈ）にあるときは、ステップＳ５で予混合燃焼モードによる燃料噴射およびＥＧＲの制御が行われる。すなわち、燃料噴射が比較的早い時期（例えばＢＴＤＣ３０°ＣＡ付近で噴射を終了するようなタイミング）に行われるように制御されるとともに、ＥＧＲ率が所定値以上に大きくなるようにＥＧＲバルブ１４及び吸気絞り弁１５が制御される。
【００４４】
また、ステップＳ４での判定がＮＯのとき（拡散燃焼領域にあるとき）は、ステップＳ６で拡散燃焼モードによる燃料噴射およびＥＧＲの制御が行われる。すなわち、燃料噴射が圧縮上死点付近で開始されるように制御されるとともに、ＥＧＲ率が所定値より小さくなるようにＥＧＲバルブ１４および吸気絞り弁１５が制御される。
【００４５】
ステップＳ５またはＳ６の処理に続き、ＳＯＣ（バッテリ蓄電量）が予め設定された増大判定基準値ＳＯＣＨより大きいか否かが判定され（ステップＳ７）、その判定がＮＯであれば、ＳＯＣが予め設定された減少判定基準値ＳＯＣＬより小さいか否かが判定される（ステップＳ８）。
【００４６】
上記ＳＯＣは、バッテリ３２とインバータ３１との間の電流値および電圧値に基づき、図５のような電流−電圧−ＳＯＣ特性から求められる。この図に示すように、同じ電流値であれば電圧値が高いほどＳＯＣが大きい。
【００４７】
上記ステップＳ７，Ｓ８の判定に基づき、図６に示すＩＳＧ制御のための３種類のモータトルク特性Ａ〜Ｃの中から適当な特性が選択される。
【００４８】
すなわち、図６は横軸にアクセル開度（駆動輪の目標トルク）、縦軸にモータトルクをとって、ＩＳＧ制御のためのモータトルク特性を示しており、この図において、モータトルクが正の場合は、モータ１からエンジン３に駆動力が付与されるトルクアシストが行われ（アシスト領域）、逆にモータトルクが負の場合は、モータ１にエンジン３から駆動力が付与される発電が行われる（発電領域）。
【００４９】
同図に示す３種類のモータトルク特性Ａ〜Ｃは何れも、アクセル開度が小さい低負荷側の領域が発電領域となり、アクセル開度が大きい高負荷側の領域がアシスト領域となる。また、発電領域とアシスト領域の間には、モータトルク＝０、即ち発電もトルクアシストもなされない中立のＮ領域が設けられている。そして、エンジン制御における領域との関係としては、上記発電領域が予混合燃焼領域内、上記アシスト領域が拡散燃焼領域内にあって、上記Ｎ領域が予混合燃焼領域と拡散燃焼領域との境界およびその付近に存在するように設定されている。
【００５０】
同図に示す３種類のモータトルク特性Ａ〜Ｃのうちでモータトルク特性Ａは、発電領域における発電量が小さく抑えられる一方、アシスト領域におけるトルクアシスト量が大きくされる。モータトルク特性Ｃは、発電領域における発電量が大きくされる一方、アシスト領域におけるトルクアシスト量が小さく抑えられる。また、モータトルク特性Ｂは、発電領域における発電量およびアシスト領域におけるトルクアシスト量が、モータトルク特性Ａ，Ｃの略中間の値となる。
【００５１】
そして、上記ステップＳ７，Ｓ８の判定に基づき、上記ＳＯＣが大（ステップＳ７での判定がＹＥＳ）の場合はモータトルク特性Ａ、ＳＯＣが小（ステップＳ８での判定がＹＥＳ）の場合はモータトルク特性Ｃ、ＳＯＣが中（ステップＳ７，Ｓ８での判定がともにＮＯ）の場合はモータトルク特性Ｂが選択され、それぞれの場合に、選択されたトルク特設定によりアクセル開度に対応するモータトルクが求められてそれに応じたトルク制御が行われる（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００５２】
なお、図６に示す例では発電領域における発電量およびアシスト領域におけるトルクアシスト量が異なる３種類のモータトルク特性Ａ〜ＣをＳＯＣに応じて選択し得るようにしているが、これに代え、またはこれに加え、図７に示すようにＳＯＣに応じて発電領域とアシスト領域を拡縮させるようにしてもよい。すなわち、図７ではＳＯＣが大の場合に発電領域よりアシスト領域を広くし、ＳＯＣが小の場合にアシスト領域より発電領域を広くし、ＳＯＣが中の場合に発電領域とアシスト領域を同程度とするように設定している。
【００５３】
また、上記ステップＳ２での判定結果がＮＯのとき、つまり上記排気温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０より低い時には、予混合燃焼モードの実行が禁止されて、全運転領域で拡散燃焼モードによる制御が実行される（ステップＳ１２）。さらに、ＳＯＣが予め設定された増大判定基準値ＳＯＣＨより大きいか否かが判定され（ステップＳ１３）、その判定がＮＯであれば、ＳＯＣが予め設定された減少判定基準値ＳＯＣＬより小さいか否かが判定される（ステップＳ１４）。
【００５４】
上記ステップＳ１３，Ｓ１４の判定に基づき、図８に示す３種類のモータトルク特性Ａ´〜Ｃ´の中から適当な特性が選択される。この場合も、低負荷側の領域が発電領域、高負荷側の領域がアシスト領域、その間がＮ領域となるようにモータトルク特性Ａ´〜Ｃ´が設定されるとともに、モータトルク特性Ａ´は発電領域での発電量が小さくてアシスト領域内でのトルクアシスト量が比較的大きく、モータトルク特性Ｃ´は発電領域内での発電量が比較的大きくてアシスト領域内でのトルクアシスト量が小さく、また、モータトルク特性Ｂ´は特性Ａ´，Ｃ´の略中間の値となる。そして、ステップＳ１３，Ｓ１４の判定に基づき、上記ＳＯＣが大（ステップＳ１３での判定がＹＥＳ）の場合はモータトルク特性Ａ´、ＳＯＣが小（ステップＳ１４での判定がＹＥＳ）の場合はモータトルク特性Ｃ´、ＳＯＣが中（ステップＳ１３，Ｓ１４での判定がともにＮＯ）の場合はモータトルク特性Ｂ´が選択され、それぞれの場合に、選択されたトルク特設定によりアクセル開度に対応するモータトルクが求められてそれに応じたトルク制御が行われる（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。
【００５５】
この場合のトルク特性Ａ´〜Ｃ´（図８）は、排気温度が高い場合のトルク特性Ａ〜Ｃ（図６）と比べ、発電領域における発電量およびアシスト領域におけるトルクアシスト量がともに小さくされている。
【００５６】
なお、図８に示すようにＳＯＣに応じて発電領域における発電量およびアシスト領域におけるトルクアシスト量の変更（トルク特性Ａ´〜Ｃ´の選択）を行うことに代え、またはこれに加え、ＳＯＣに応じて発電領域とアシスト領域を拡縮させるようにしてもよい（図７参照）。ただし、排気温度が低い場合は排気温度が高い場合と比べ、発電領域及びアシスト領域を小さくしておく。
【００５７】
以上のようなＩＳＧ制御によると、目標トルクが低いときにはモータトルクが負（発電状態）にされてエンジン出力が高められる一方、目標トルクが高いときにはトルクアシストが行われてエンジン出力が低くされているので、全体的にエンジン出力が燃費最適となるエンジン出力に近づき、またバッテリ３２に貯蔵されたエネルギがトルクアシスト時に取り出されるのでエネルギが無駄なく利用され、燃費が向上する。
【００５８】
また、エンジン制御としては、図９に示すように、アクセル開度（駆動輪の目標トルク）が所定値以下の予混合燃焼領域（Ｈ）では、ＥＧＲ弁開度が大きくされるとともに吸気絞り弁開度が小さくされることによりＥＧＲ率が大きくされ、この状態で燃料噴射が比較的早い時期に行われることにより、予混合燃焼が行なわれる。また、高負荷時には空気量確保のためＥＧＲを少なくする必要があって予混合燃焼を実現することが困難であるため、アクセル開度（駆動輪の目標トルク）が所定値より高い拡散燃焼領域（Ｄ）では、ＥＧＲ弁開度が小さくされるとともに吸気絞り弁開度が大きくされることによりＥＧＲ率が小さくされ、この状態で上死点付近で燃料が噴射され、拡散燃焼が行なわれる。
【００５９】
そして、上記予混合燃焼が行なわれているときは、均一で希薄な混合気が形成できるため、ＮＯｘおよびＰＭをともに少なくすることができ、さらに多量のＥＧＲが行なわれることによってもＮＯｘが低減される。一方、拡散燃焼時には、燃料と空気とが充分に混合する時間がないため、混合気濃度にはむらが生じ、混合気濃度が理論空燃比に近い部分では燃焼温度が高くなってＮＯｘが生成され、また、ＥＧＲが少ないことによってもＮＯｘが増加し易い。そして、この拡散燃焼状態では特に負荷が高くなるにつれてＮＯｘが急激に増加する。
【００６０】
このような傾向に対し、当実施形態の制御装置では、予混合燃焼領域内で発電が行なわれる一方、拡散燃焼領域内でトルクアシストが行なわれることにより、ＮＯｘを低減する効果が得られる。すなわち、拡散燃焼領域の高負荷側では、モータによるトルクアシストが行なわれることにより、目標トルクに対して上記トルクアシスト分だけエンジン自体の発生トルクは低くなるため、ＮＯｘが大幅に低減される。また、上記トルクアシストによる電力消費を補うため予混合燃焼領域内の低負荷側で発電が行なわれ、この発電状態のときには目標トルクに対してエンジントルク自体の発生トルクは高くなるが、予混合燃焼によりＮＯｘは充分に低く保たれる。従って、全体としてＮＯｘ低減効果が有効に得られる。
【００６１】
なお、ＰＭ排出量は、同図中に示すように、予混合燃焼から拡散燃焼に切換わったときに急激に増加するというわけではないが、エンジントルクが高くなるにつれて次第に増加する。従って、高負荷時にトルクアシストによってエンジン自体の実際のトルクは低くすることは、高負荷時のＰＭ排出量の増大抑制にも効果はある。
【００６２】
さらに当実施形態では、バッテリの蓄電量（ＳＯＣ）に応じてモータトルク特性を変更している（ステップＳ７〜Ｓ１１、Ｓ１３〜Ｓ１７、図６〜図８参照）ため、上記のような効果が発揮されつつ、バッテリの蓄電量に過不足が生じることが防止される。すなわち、ＳＯＣが大の時には予混合燃焼領域内での発電量が小さくなり、ないしは発電領域が小さくなるような特性とされることにより、バッテリの過充電が防止され、また、ＳＯＣが小の時には、拡散燃焼領域内でのトルクアシスト量が小さくなり、ないしはアシスト領域が小さくなるような特性とされることにより、バッテリの過放電が防止される。
【００６３】
また、上記排気温度が低いとき、多量のＥＧＲを行なうと、エンジンの燃焼が不安定になるとともに、筒内での燃焼温度が低くなり、それに伴って排気温度が低くなるため、酸化触媒２１等の温度上昇が遅れて、エミッションの悪化を招く。このような事態を避けるため、上記排気温度が低いときには予混合燃焼が禁止されるが、この場合にも、エンジンの低負荷側の領域で発電、高負荷側の領域でトルクアシストが行なわれることにより、燃費改善効果および高負荷側でのＮＯｘ増大を抑制する効果が得られる。ただし、この場合に低負荷側の領域において予混合燃焼によるＮＯｘ抑制作用は得られなくなるため、上記排気温度が高いときと比べ、低負荷側の領域における発電量が小さくされ、それに伴って高負荷側の領域におけるトルクアシスト量が小さくされる。
【００６４】
次に、排気通路１２中に設けられているＤＰＦ２３をＰＭ堆積量増大時に再生する処理、および、ＮＯｘ浄化触媒２２をＮＯｘ吸着量増大時に再生する処理を説明する。
【００６５】
図１０はＤＰＦ２３の再生条件の判定とそれに応じた再生の処理をフローチャートで示している。この処理がスタートすると、まずステップＳ２１で、図１１に示すＰＭ排出量特性のマップから各時点におけるＰＭ排出量が演算される。このＰＭ排出量特性のマップは、アクセル開度およびエンジン回転速度とＰＭ排出量との関係を示すもので、この関係としては、アクセル開度が大きくなるにつれてＰＭ排出量が増加し、かつ、エンジン回転速度が大きくなるほどＰＭ排出量が増加する。
【００６６】
続いて、上記ＰＭ排出量を積算することによりＰＭ堆積量Ｑ１が推定される（ステップＳ２２）。一方、圧力センサ３８，３９によって検出されるＤＰＦ２３前後の排気圧力が入力され、ＤＰＦ前後差圧ΔＰが演算される（ステップＳ２３）。そして、図１２に示すＤＰＦ前後差圧特性から、現時点でのＤＰＦ前後差圧ΔＰに対するＰＭ堆積量Ｑ２が別途推定される（ステップＳ２４）。上記ＤＰＦ前後差圧特性は、ＰＭ堆積量とＤＰＦ前後差圧との関係を示すものであり、ＰＭ堆積量が増加するにつれてＤＰＦ前後差圧が大きくなる。
【００６７】
次に、ＤＰＦ前後差圧ΔＰが予め設定された閾値ΔＰ０より大きいか否かの判定がなされる（ステップＳ２５）。ステップＳ２５での判定がＹＥＳであればＰＭ堆積量Ｑ２の方がＰＭ堆積量Ｑ１よりも高精度であると判断され、Ｑ２が最終的なＰＭ堆積量Ｑとされる（ステップＳ２６）。一方、ステップＳ２５でＮＯと判定されると、ＰＭ堆積量Ｑ１の方がＰＭ堆積量Ｑ２よりも高精度であると判断され、Ｑ１が最終的なＰＭ堆積量Ｑとされる（ステップＳ２７）。
【００６８】
続いてステップＳ２８で、上記ＰＭ堆積量Ｑが再生判定用基準値Ｑａを超えているか否かの判定がなされる。このステップＳ２８でＮＯと判定されると、ＰＭ堆積量は充分少なくて、未だＰＦ再生処理は不要なのでリターンする。
【００６９】
ステップＳ２８での判定がＹＥＳであれば、ＤＰＦ再生指令がなされ（ステップＳ２９）、吸気絞り弁１５が絞られるとともに後噴射が実施される（ステップＳ３０）。これによって排気温度が６００℃程度に上昇し、ＰＭが燃焼する。次に、再生時間あるいはＤＰＦ前後差圧等から推定されるＰＭ堆積量Ｑが再生終了判定用の基準値Ｑ０（０に近い値）よりも小さくなったか否かの判定がなされる。この判定がＮＯであれば、ステップＳ３０に戻ってＰＦ再生処理が継続され、ＹＥＳになれば、ＰＦ再生処理を終了し（ステップＳ３２）、リターンする。
【００７０】
以上のようなＤＰＦ再生処理によると、ＰＭ堆積量Ｑが増大したときに、ＰＦ再生処理（ステップＳ３２）が行なわれることによりＤＰＦ２３に堆積したＰＭが燃焼し、ＤＰＦ２３が再生する。従って、ＤＰＦ２３によるＰＭの浄化性能が良好に保たれる。
【００７１】
また、図１３はＮＯｘ浄化触媒２２の再生条件の判定とそれに応じた再生の処理をフローチャートで示している。この処理がスタートすると、まずステップＳ４１で、図１４に示すＮＯｘ排出量特性のマップから各時点におけるＮＯｘ排出量が推定される。このＮＯｘ排出量特性のマップは、アクセル開度およびエンジン回転速度とＰＭ排出量との関係を示すもので、この関係としては、アクセル開度が大きくなって予混合燃焼領域（Ｈ）から拡散燃焼領域（Ｄ）に移行したときにＮＯｘ排出量が急増し、さらに拡散燃焼領域（Ｄ）においてアクセル開度の増大に伴いＮＯｘ排出量が増加し、かつ、エンジン回転速度が大きくなるほどＮＯｘ排出量が増加する。
【００７２】
続いて、上記ＮＯｘ排出量を積算することによりＮＯｘ浄化触媒（ＬＮＴ）２２のＮＯｘ堆積量が推定され（ステップＳ４２）、このＮＯｘ堆積量が所定値を超えているか否かの判定がなされる（ステップＳ４３）。このステップＳ４３でＮＯと判定されると、ＮＯｘ堆積量は充分少なくて未だ再生処理は不要なのでリターンする。
【００７３】
ステップＳ４３での判定がＹＥＳであれば、ＬＮＴ再生指令がなされ（ステップＳ４４）、再生処理が実行される（ステップＳ４５）。ここで行なわれる再生処理は、所定時間（１秒間程度）だけ空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する処理（所謂リッチスパイク）を行なうものである。
【００７４】
以上のようなＮＯｘ浄化触媒再生処理によると、ＮＯｘ浄化触媒２２のＮＯｘ堆積量が増大したときに、所謂リッチスパイクによる再生処理（ステップＳ４５）が行なわれることにより、ＮＯｘ浄化触媒２２に堆積したＮＯｘが放出、還元され、ＮＯｘ浄化触媒２２が再生する。従って、ＮＯｘ浄化触媒２２によるＮＯｘの浄化性能が良好に保たれる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、種々変更可能である。
【００７６】
例えば、上記実施形態ではエンジン３をディーゼルエンジンとしたが、直噴式で圧縮自己着火を行なうガソリンエンジンを搭載したハイブリッド車両の制御装置に適用しても良い。
【００７７】
また、当実施形態では排気通路１２に酸化触媒２１、ＮＯｘ浄化触媒２２およびＤＰＦ２３を設けているが、酸化触媒２１を設けずに、ＤＰＦ２２が酸化触媒作用を併有するもの（酸化触媒担持型ＤＰＦ）としても良い。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、ＥＧＲ率が大きい第１燃焼モードとＥＧＲ率が小さい第２燃焼モードとをエンジンの運転状態に応じて切換えるエンジン制御手段と、駆動力制御用モータと、モータ制御手段とを備え、上記第１燃焼モードでは発電のみを行い、上記第２燃焼モードではトルクアシストのみを行うように駆動力制御用モータを制御しているため、上記第２燃焼モードとされる運転領域内で上記トルクアシストによりＮＯｘが低減され、一方、上記第１燃焼モードとされる運転領域内で発電が行なわれて、このときにはＥＧＲ率が大きい第１燃焼モードでの燃焼によりＮＯｘは充分に低く抑えられる。このようにハイブリッド車両における駆動力制御用モータの制御と、上記第１，第２燃焼モードを切換えるエンジン制御とを効果的に関連させて行なうことにより、全体としてＮＯｘを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置の概略システムブロック図である。
【図２】エンジンの燃焼モードを切換える制御マップを示す図である。
【図３】エンジン制御およびＩＳＧ制御のフローチャートである。
【図４】エンジン制御およびＩＳＧ制御のフローチャートであって、図３のフローチャートに続く部分である。
【図５】バッテリの電流値および電圧値と蓄電量（ＳＯＣ）との関係を示す特性図である。
【図６】排気温度が高い場合のＩＳＧ制御特性を示す特性図である。
【図７】発電領域とアシスト領域を拡縮させた場合の領域設定図である。
【図８】排気温度が高い場合のＩＳＧ制御特性を示す特性図である。
【図９】アクセル開度に応じた燃焼モード、ＥＧＲ率、ＥＧＲ弁開度、吸気絞り弁開度、ＮＯｘ排出量およびＰＭ排出量の変化を示す図である。
【図１０】ＤＰＦの再生条件の判定とそれに応じた再生の処理のフローチャートである。
【図１１】アクセル開度およびエンジン回転速度とＰＭ排出量との関係を示す特性図である。
【図１２】ＰＭ堆積量とＤＰＦ前後の差圧との関係を示す特性図である。
【図１３】ＮＯｘ浄化触媒の再生条件の判定とそれに応じた再生の処理のフローチャートである。
【図１４】アクセル開度およびエンジン回転速度とＮＯｘ排出量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１  モータ
３  エンジン
１３  ＥＧＲ通路
１４  ＥＧＲバルブ
１５  吸気絞り弁
３２  バッテリ
３３  アクセル開度センサ
３６  温度センサ
４０  ＥＣＵ
４１  運転状態検出手段
４２  蓄電量検出手段
４３  エンジン制御手段
４４  モータ制御手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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