(57)【要約】【課題】例えばＥＨＣ等の電熱ヒータ付き触媒を備えるハイブリッド自動車において、触媒の通電を制御する触媒通電制御装置において、回生電力を有効に利用する。【解決手段】触媒通電制御装置は、内燃機関（１０）、電動発電機（１３）、蓄電器（１５）、及び内燃機関の排気通路に配置されており通電により加熱される通電加熱触媒（２１）を備えるハイブリッド自動車（１００）において、通電加熱触媒への通電を制御する。このような触媒通電制御装置は、蓄電器の充電量を特定する充電量特定手段と、電動発電機により発生される回生電力を、特定された充電量に応じて選択的に、蓄電器への蓄電又は通電に供するように供給する回生電力供給手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、電動発電機、蓄電器、及び前記内燃機関の排気通路に配置されており通電により加熱される通電加熱触媒を備えるハイブリッド自動車において、前記通電加熱触媒への前記通電を制御する触媒通電制御装置であって、
前記蓄電器の充電量を特定する充電量特定手段と、
前記電動発電機により発生される回生電力を、前記特定された充電量に応じて選択的に、前記蓄電器への蓄電又は前記通電に供するように供給する回生電力供給手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車の触媒通電制御装置。
【請求項２】
前記回生電力供給手段は、前記充電量が所定の第１充電量閾値より大きい場合に、前記回生電力を、前記通電に供するように供給することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の触媒通電制御装置。
【請求項３】
前記回生電力供給手段は、前記充電量が前記第１充電量閾値より小さい所定の第２充電量閾値より小さい場合に、前記回生電力を、前記通電に供するように供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド自動車の触媒通電制御装置。
【請求項４】
前記回生電力供給手段は、前記充電量が前記第１充電量閾値より小さく且つ第２充電量閾値より大きい場合に、前記回生電力を、前記蓄電に供するように供給することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド自動車の触媒通電制御装置。
【請求項５】
前記通電加熱触媒の温度を特定する触媒温度特定手段を更に備え、
前記回生電力供給手段は、前記特定された温度が所定の温度閾値より高い場合に、前記回生電力を、前記通電に供するように供給することを停止する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド自動車の触媒通電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば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自動車において、触媒の通電を制御する触媒通電制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の触媒通電制御装置として、例えばハイブリッド自動車において、エンジンの停止中であってバッテリの充電量が一定値以下である場合に、モータによる回生電力をＥＨＣに供給することで、エンジンの始動に先だって触媒の暖機を行い、触媒を活性化させるものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７８４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１の触媒通電制御装置によれば、バッテリの充電量が一定値以上である場合に、バッテリが満充電又は略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ための制御（即ち、回生制御）が行われずに、本来発生されるべき回生電力を無駄にしてしまうという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば回生電力を有効に利用可能なハイブリッド自動車の触媒通電制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関、電動発電機、蓄電器、及び前記内燃機関の排気通路に配置されており通電により加熱される通電加熱触媒を備えるハイブリッド自動車において、前記通電加熱触媒への前記通電を制御する触媒通電制御装置であって、前記蓄電器の充電量を特定する充電量特定手段と、前記電動発電機により発生される回生電力を、前記特定された充電量に応じて選択的に、前記蓄電器への蓄電又は前記通電に供するように供給する回生電力供給手段とを備える。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車の触媒通電制御装置によれば、その制御対象となるハイブリッド自動車において、例えば減速や制動等を伴う回生時に、電動発電機で発電された電力（回生電流）は、典型的には、蓄電器に充電される。例えば力行時に、蓄電器に充電された電力（力行電流）でモータが回ることで、車輪が駆動される。本発明のハイブリッド自動車は特に、排気系に通電加熱触媒を備える。ここに「通電加熱触媒」は、例えば電熱ヒータ等付きの触媒（即ち、ＥＨＣ）であって、例えば、電熱ヒータへの通電により触媒が加熱（即ち、暖機）されることで、排気を効率よく浄化する活性状態となる。
【０００８】
本発明では先ず、このように構成されたハイブリッド車両の走行時や停車時に、充電量特定手段によって、蓄電器の充電量が特定される。本発明に係る充電量についての「特定」とは、例えば充電量（即ち、電力量）を直接又は間接的に検出、測定、推定、算出等すればよく、何らかの形で充電量を特定又は取得できればよい趣旨である。充電量は、例えば畜電器の電流、電圧、及び温度等をパラメータとして特定される。
【０００９】
続いて、回生電力供給手段によって、電動発電機による回生電力が、充電量特定手段による充電量に応じて選択的に、蓄電器への蓄電又はＥＨＣへの通電に供されるように供給される。ここに「回生電力供給手段」は、例えば、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ））の一部や、これとＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の一部とから構成される。このように蓄電器の充電量に応じて、回生電力が供給される供給先である蓄電器又はＥＨＣが選択され切り替えられることによって、回生電力を、蓄電器への蓄電又はＥＨＣへの通電に有効に利用することができる。
【００１０】
従って、例えば、特定された充電量が、満充電より少ない所定の充電量に達した場合に、回生電力の供給先を、蓄電器からＥＨＣに切り替えることも可能である。即ち、蓄電器が満充電になる前に、回生電力の供給先をＥＨＣに切り替えれば、電動発電機によって発生されるべき回生電力を無駄にすることがない。或いは、例えば、特定された充電量が、略空である場合に、回生電力の供給先を、蓄電器からＥＨＣに切り替えるも可能となり、これにより、充電量が略空であっても、素早くＥＨＣを暖機させることが可能となる。
【００１１】
以上の結果、回生電力の無駄を解消して、回生電力を有効に利用できる。
【００１２】
本発明に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置の一態様では、前記回生電力供給手段は、前記充電量が所定の第１充電量閾値より大きい場合に、前記回生電力を、前記通電に供するように供給する。
【００１３】
この態様によれば、回生電力供給手段によって、蓄電器の充電量が所定の第１充電量閾値より大きい場合に、電動発電機による回生電力が、通電のためにＥＨＣに供給される。ここに「第１充電量閾値」は、例えば、蓄電器が略満充電の状態にあるのを判定するための充電量閾値であって、その具体的な値は、実験的、経験的或いはシミュレーションにより設定可能である。従って、例えば、蓄電器が略満充電の状態にある場合に、回生電力がＥＨＣに供給されるので、電動発電機によって発生されるべき回生電力を無駄にすることがない。また、この際に、回生電力が電動発電機からＥＨＣに直接供給されるので、蓄電器を介する時よりも電力に係る変換処理が少なくて済み、回生電力を効率良く供給できる。尚、充電量特定手段によって特定された充電量が、第１充電量閾値と等しい場合に、同様に通電に供されてもよいし、供されなくてもよい。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置の他の態様では、前記回生電力供給手段は、前記充電量が前記第１充電量閾値より小さい所定の第２充電量閾値より小さい場合に、前記回生電力を、前記通電に供するように供給する。
【００１５】
この態様によれば、回生電力供給手段によって、蓄電器の充電量が所定の第２充電量閾値より小さい場合に、電動発電機による回生電力が、通電のためにＥＨＣに供給される。ここに「第２充電量閾値」は、例えば、内燃機関の始動時や、蓄電器が略空であるのを判定するための充電量閾値であって、その具体的な値は、実験的、経験的或いはシミュレーションにより設定可能である。従って、例えば、蓄電器の充電量が略空である場合に、回生電力がＥＨＣに供給され、ＥＨＣが暖機されるので、電動発電機によって発生されるべき回生電力を無駄にすることがない。また、この際に、回生電力が電動発電機からＥＨＣに直接供給されるので、蓄電器を介する時よりも電力に係る変換処理が少なくて済み、回生電力を効率良く供給できる。尚、充電量特定手段によって特定された充電量が、第２充電量閾値と等しい場合に、同様に通電に供されてもよいし、供されなくてもよい。
【００１６】
本発明に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置の他の態様では、前記回生電力供給手段は、前記充電量が前記第１充電量閾値より小さく且つ第２充電量閾値より大きい場合に、前記回生電力を、前記蓄電に供するように供給する。
【００１７】
この態様によれば、回生電力供給手段によって、蓄電器の充電量が第１充電量閾値より小さく且つ第２充電量閾値より大きい場合に、電動発電機による回生電力が、蓄電のために蓄電器に供給される。従って、例えば、ハイブリッド車両の走行時や停車時に、蓄電器に、最大第１充電量閾値までの回生電力が蓄電されるので、ドライバーによって突如高負荷の出力が要求された場合にも対応可能である。
【００１８】
本発明に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置の他の態様では、前記通電加熱触媒の温度を特定する触媒温度特定手段を更に備え、前記回生電力供給手段は、前記特定された温度が所定の温度閾値より高い場合に、前記回生電力を、前記通電に供するように供給することを停止する。
【００１９】
この態様によれば、先ず、触媒温度特定手段によって、ＥＨＣの温度が特定される。本発明に係る温度についての「特定」とは、例えば温度を直接又は間接的に検出、測定、推定、算出等すればよく、何らかの形で温度を特定又は取得できればよい趣旨である。
【００２０】
続いて、回生電力供給手段によって、触媒温度特定手段による温度が、所定の温度閾値より高い場合に、電動発電機による回生電力をＥＨＣに供給するのが停止される。ここに「温度閾値」は、例えば、ＥＨＣにおいて、過剰に加熱された状態であるオーバーヒートを判定するための温度閾値であり、その具体的な値は、ＥＨＣが実際にオーバーヒートとなる際の温度に多少のマージンを加味した値として、実験的、経験的或いはシミュレーションにより設定可能である。或いは、「温度閾値」は、例えば、ＥＨＣにおいて、活性状態を判定するための温度閾値であり、その具体的な値は、温度を変化させた場合におけるＥＨＣの活性度を実験的、経験的或いはシミュレーションにより特定することで、所望の活性状態が得られるようになる温度として設定可能である。
【００２１】
従って、「温度閾値」をオーバーヒート判定用の温度閾値として設定した場合であれば、ＥＨＣでオーバーヒートが発生する前に、回生電力のＥＨＣへの供給が停止されるので、ＥＨＣのオーバーヒートを防止できる。或いは、「温度閾値」を活性状態判定用の温度閾値として設定した場合であれば、ＥＨＣで活性状態を確立しつつ、回生電力のＥＨＣへの供給が停止されるので、ＥＨＣの活性状態を崩すことがない。尚、上記いずれの場合にも、特定された温度が温度閾値と等しい場合に、同様に供給が停止されてもよいし、停止されなくてもよい。
【００２２】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
（触媒通電制御装置の構成）
先ず、実施形態に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置の構成について図１を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置の概要を示すブロック図である。
【００２４】
図１において、本実施形態に係るハイブリッド自動車１００は、動力系として、エンジン（内燃機関）１０、減速機１１、駆動輪１２、モータジェネレータ１３、ＰＣＵ１４、及びバッテリ１５を、排気系としてＥＨＣ２１を、制御系としてＥＣＵ３０を備える。
【００２５】
エンジン１０は、不図示の動弁系、吸気系、燃料系、点火系、及び排気系を備えており、ＥＣＵ３０の制御により一連の燃焼行程を実行し、出力軸を回転させる。この出力軸の回転は、減速機１１を介して駆動輪１２に伝達される。エンジン１０には、排気通路２０が接続されている。
【００２６】
モータジェネレータ１３は、本発明に係る「電動発電機」の一例として、ＰＣＵ１４により、バッテリ１５に蓄電されている電力（以下、「蓄電電力」と言う）を供給されることで、駆動される。モータジェネレータ１３の駆動力は、内燃機関１０の始動時及び一定速以下でモータ駆動される場合に、並びに一定速以上でエンジン１０の補助駆動（即ち、エンジン駆動）を行う場合に、減速機１１を介して駆動輪１２に伝達される。モータジェネレータ１３は、減速及び制動時に回生制御を行うと共に、この回生制御により発生された回生電力をＰＣＵ１４に送る。
【００２７】
ＰＣＵ１４は、本発明に係る「回生電力供給手段」の一例として、コンバータ、インバータ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器等の他に、充電量特定部１４ａ、及びＥＨＣコントローラ１４ｂを備えており、ＥＣＵ３０により制御される。ＰＣＵ１４は、モータジェネレータ１３、バッテリ１５、及びＥＨＣ２１の三者間に配置され、その三者と接続されている。ＰＣＵ１４は、一方で、モータジェネレータ１３に、バッテリ１５内の蓄電電力を供給する。ＰＣＵ１４は、他方で、モータジェネレータ１３により発生された回生電力を、バッテリ１５又はＥＨＣ２１に供給可能である。ＰＣＵ１４は、本実施形態では特に、バッテリ１５の充電量ＳＯＣｘに応じて、回生電力の供給先（即ち、バッテリ１５又はＥＨＣ２１）を切り替える。
【００２８】
充電量特定部１４ａは、本発明に係る「充電量特定手段」の一例として、バッテリ１５の電圧を検出し、バッテリ１５の充電量ＳＯＣｘを特定する。
【００２９】
ＥＨＣコントローラ１４ｂは、本発明に係る「回生電力供給手段」の少なくとも一部の一例として、ＰＣＵ１４の制御により、ＥＨＣ２１に、バッテリ１５内の蓄電電力又はモータジェネレータ１３による回生電力を通電可能である。
【００３０】
ＥＨＣコントローラ１４ｂは、本実施形態では特に、ＥＨＣ２１が活性温度より高く且つオーバーヒートとなる温度より低い温度を通電停止温度Ｔ１として設定している。通電停止温度Ｔ１は、本発明に係る「温度閾値」の一例として、ＥＨＣ２１の暖機が終了したことを判定するための温度閾値である。ＥＨＣコントローラ１４ｂは、後述のＥＨＣ温度センサ２１ａから送られるＥＨＣ２１の温度Ｔｘと、この通電停止温度Ｔ１とを比較して、ＥＨＣ２１の温度Ｔｘが通電停止温度Ｔ１より高い場合に、ＥＨＣ２１への通電を停止する。
【００３１】
バッテリ１５は、本発明に係る「蓄電器」の一例として、ＰＣＵ１４から送られる、モータジェネレータ１３による回生電力を充電する。
【００３２】
ＥＨＣ２１は、本発明に係る「通電加熱触媒」の一例として、電熱ヒータ付きの三元触媒であって、ＥＨＣ温度センサ２１ａを備える。ＥＨＣ２１は、ＥＨＣコントローラ１４により、バッテリ１５の蓄電電力又はモータジェネレータ１３による回生電力を通電される。この通電により、ＥＨＣ２１の三元触媒が暖機される。
【００３３】
ＥＨＣ温度センサ２１ａは、本発明に係る「触媒温度特定手段」の一例として、ＥＨＣ２１の三元触媒の温度（以下、単に「ＥＨＣ２１の温度」と言う）を特定すると共に、その特定された温度を示す情報をＰＣＵ１４に送る。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＡ／Ｄ変換器等を含んで構成され、ハイブリッド自動車１００の各部を総括的に制御する。
（回生電力供給手段の制御）
次に、本実施形態に係る回生電力供給手段の制御について図２を参照して説明する。ここに図２は、本実施形態に係るハイブリッド自動車の走行時間対蓄電器の充電量の関係を示すグラフである。
【００３５】
図２において、横軸には、ハイブリッド自動車１００の駆動時間がとられ、縦軸には、蓄電器の充電量ＳＯＣ（Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）がとられている。充電量ＳＯＣについて、上限充電量ＳＯＣｍａｘ及び下限充電量ＳＯＣｍｉｎの他に、第１充電量ＳＯＣ１及び第２充電量ＳＯＣ２が設定されている。上限充電量ＳＯＣｍａｘは、モータジェネレータ１３又はＥＨＣに供給可能な充電量の最大値であって、下限充電量ＳＯＣｍｉｎは、同様にしてモータジェネレータ１３又はＥＨＣに供給可能な充電量の最小値である。第１充電量ＳＯＣ１は、本発明に係る「第１充電量閾値」の一例として、バッテリ１５が略満充電であることを判定するための充電量閾値であって、第２充電量ＳＯＣ２は、本発明に係る「第２充電量閾値」の一例として、バッテリ１５が略空であることを判定するための充電量閾値である。このような第１充電量ＳＯＣ１は、上限充電量ＳＯＣｍａｘより小さく且つ第２充電量ＳＯＣ２より大きい値に設定されており、第２充電量ＳＯＣ２は、第１充電量ＳＯＣ１より小さく且つ下限充電量ＳＯＣｍｉｎより大きい値に設定されている。
【００３６】
ＰＣＵ１４は、充電量特定部１４ａによるバッテリ１５の充電量ＳＯＣｘと、第１充電量ＳＯＣ１又は第２充電量ＳＯＣ２とを比較して、バッテリ１５の充電量ＳＯＣｘが、第１充電量ＳＯＣ１より大きい又は第２充電量ＳＯＣ２より小さい場合に、ＥＨＣコントローラ１４ｂを制御して、モータジェネレータ１３による回生電力を直接ＥＨＣ２１に通電させる。一方、ＰＣＵ１４は、充電量ＳＯＣｘが、第１充電量ＳＯＣ１より小さく且つ第２充電量ＳＯＣ２より大きい場合に、少なくとも回生電力をバッテリ１５に充電し、ＥＨＣコントローラ１４ｂを制御して、バッテリ１５内の蓄電電力をＥＨＣ２１に通電させる。
（触媒通電制御処理）
次に、本実施形態に係る触媒通電制御処理について図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る触媒通電制御処理を示すフローチャートである。尚、図３に示される触媒通電制御処理では、モータジェネレータ１３による回生発電が開始されると、ＥＨＣ２１への通電に際して、バッテリ１５内の蓄電電力が利用されるように設定されている。
【００３７】
図３において、先ずモータジェネレータ１３により、回生発電が行われる場合に（ステップＳ５１）、充電量特定部１４ａにより、バッテリ１５の充電量ＳＯＣｘが特定される。すると、ＰＣＵ１４により、この特定された充電量ＳＯＣｘが、第１充電量ＳＯＣ１より大きい又は第２充電量ＳＯＣ２より小さいか否かが判定される（ステップＳ５２）。この判定の結果、充電量ＳＯＣｘが第１充電量ＳＯＣ１より小さく且つ第２充電量閾値ＳＯＣ２より大きい（即ち、“第２充電量ＳＯＣ２”＜“充電量ＳＯＣｘ”＜“第１充電量ＳＯＣ１“の関係となる）場合に（ステップＳ５２：ＮＯ）、モータジェネレータ１３による回生電力がバッテリ１５に充電され（ステップＳ５３）、ＥＨＣ２１への通電には、バッテリ１５内の蓄電電力が継続して利用される。この後に、ステップＳ５６の処理が行われる。
【００３８】
一方、ステップＳ５２の判定結果により、充電量ＳＯＣｘが第１充電量ＳＯＣ１より大きい場合又は充電量ＳＯＣｘが第２充電量ＳＯＣ２より小さい場合に（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ＥＨＣコントローラ１４ｂにより、回生電力が直接ＥＨＣ２１に通電される（ステップＳ５５）。続いて、ＥＨＣ温度センサ２１ａにより、ＥＨＣ２１の温度Ｔｘが特定され、ＥＨＣコントローラ１４ｂにより、この特定された温度Ｔｘが通電停止温度Ｔ１より高いか否かが判定される（ステップＳ５６）。この判定の結果、温度Ｔｘが通電停止温度Ｔ１より低い場合に（ステップＳ５６：ＮＯ）、温度Ｔｘが通電停止温度Ｔ１より高くなるまで待機状態となる。即ち、ＥＨＣ２１への通電が継続して行われる。
【００３９】
一方、ステップＳ５６の判定結果により、ＥＨＣ２１の温度Ｔｘが通電停止温度Ｔ１より高くなった場合に（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、ＥＨＣコントローラ１４ｂにより、ＥＨＣ２１への通電が停止され（ステップＳ５７）、一連の触媒通電制御処理が終了される。
【００４０】
このように、バッテリ１５の充電量ＳＯＣｘが、満充電より少ない第１充電量ＳＯＣ１に上昇した場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、回生電力の供給先をＥＨＣに切り替えるので、モータジェネレータ１３により発生されるべき回生電力をＥＨＣ２１の暖機のために有効利用できる。即ち、回生電力を、バッテリ１５に充電できないが故に、無駄に捨てることを回避できる。或いは、バッテリ１５の充電量ＳＯＣｘが、第２充電量ＳＯＣ２に減少した場合に（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ＥＨＣ２１を素早く暖機できる。即ち、バッテリ１５への充電より優先させることで、ＥＨＣ２１の迅速な暖機が可能となる。故に、いずれの場合にも結果として、回生電力の無駄を解消して、回生電力を有効に利用できる。
【００４１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るハイブリッド自動車の触媒通電制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】図１のハイブリッド自動車における走行時間対充電量の関係を示すグラフである。
【図３】実施形態における触媒通電制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０…内燃機関、１３…モータジェネレータ、１４…ＰＣＵ、１５…バッテリ、２１…ＥＨＣ、３０…ＥＣＵ、１００…ハイブリッド自動車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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