JP2010125975A - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気後処理装置の早期昇温を図るとともに昇温した排気後処理装置の温度を十分に維持可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】排気後処理装置に誘導加熱器を設け、エンジンの運転状態と排気後処理装置の現在の温度Ｔcatとに基づいて排気後処理装置の温度Ｔcatが排気後処理装置の機能する最小限の所定温度Ｔthとなるまでの時間ｔ1、ｔ2を予測し(S12,S24)、この予測される時間ｔ1、ｔ2と所定時間Ｘ1、Ｘ2との比較に基づいて加熱手段による加熱の実施可否を判定し(S14,S26)、加熱を実施可能と判定されると、車両の減速時を除き、誘導加熱器に電力を供給するとともにエンジンの駆動力で電動機を作動させてエンジン負荷を上げる(S18,S20)。
【選択図】図２

Description

本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、詳しくは、ハイブリッド電気自動車に搭載したエンジンの排気を浄化する排気後処理装置の昇温技術に関する。

従来、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車や、エンジンの駆動力で発電機を作動させて発電を行い電動機の駆動力を車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるシリーズ型ハイブリッド電気自動車が種々開発され実用化されている。

このように、ハイブリッド電気自動車は、エンジンを有し、当該エンジンの排気通路には、エンジンにより駆動される一般的な車両と同様、エンジンの排気を浄化するための排気後処理装置が設けられている。
一般に、排気後処理装置は排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯx等を酸化還元するための触媒装置や排気中のパティキュレートマターを捕捉し燃焼除去するためのフィルタ装置等から構成されており、これらを有効に機能させるには、ある程度まで温度を上昇させる必要がある。

そこで、排気後処理装置に電気ヒータを設け、ハイブリッド電気自動車であることを利用して電力により排気後処理装置を加熱させる構成の装置が種々開発されている。
例えば、冷態始動時に触媒装置が電気ヒータにより十分に昇温するまでエンジンが始動しない制御では、運転者が違和感を覚えることから、出力が生じない程度にエンジンを作動させておきながら触媒装置を電気ヒータにより昇温する構成の装置が開発されている（特許文献１）。

また、車両の減速時に電動機により生起させた回生電力をエンジンの停止中に電熱ヒータに供給して触媒装置を加熱する構成が公知である（特許文献２）。
また、エンジンの始動と停止とを頻繁に行う場合において、触媒装置の温度が活性温度に達する前にエンジンが停止したときには加熱ヒータで触媒装置を加熱する構成の装置が開発されている（特許文献３）。
特開２００３−２２７３６６号公報 特開平６−１７８４０１号公報 特開２００８−１４４６４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、出力が生じない程度にエンジンを作動させながら触媒装置を電気ヒータにより昇温するため、電気ヒータで触媒装置を加熱しつつもこの熱がエンジンからの低温の排気流によって持ち去られ、触媒装置を早期に昇温することができないという問題がある。
また、特許文献２、３に開示の技術では、エンジンの停止時においてのみ電熱ヒータで触媒装置を加熱するようにしており、電熱ヒータの作動がエンジンの停止時に限定され好ましいことではない。

また、特許文献１〜３に開示の技術は、そもそもエンジンを始動したときに触媒装置を機能させることだけを目的とするものであり、エンジンを作動させながら走行しているときにおける触媒装置の温度低下については何ら考慮されておらず、この点にも課題がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気後処理装置の早期昇温を図るとともに昇温した排気後処理装置の温度を十分に維持可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１のハイブリッド電気自動車の制御装置は、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能且つ前記エンジンの駆動力で前記電動機を作動させまたは車両の減速時に前記駆動輪からの駆動力で前記電動機を回生作動させて発電可能、或いは、前記エンジンの駆動力で発電機を作動させまたは車両の減速時に前記駆動輪からの駆動力で前記発電機を回生作動させて発電を行い電動機の駆動力を車両の駆動輪に伝達可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、前記エンジンの排気通路に介装された排気後処理装置と、前記排気後処理装置の加熱を行う加熱手段と、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記排気後処理装置の温度を検出する温度検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された前記エンジンの運転状態と前記温度検出手段により検出された前記排気後処理装置の現在の温度とに基づき、前記排気後処理装置の温度が前記排気後処理装置の機能する最小限の所定温度となるまでの時間を予測する予測手段と、前記予測手段により予測される時間と所定時間との比較に基づいて前記加熱手段による加熱の実施可否を判定する加熱可否判定手段とを備え、前記加熱手段は、車両の減速時を除き、前記加熱可否判定手段により加熱を実施可能と判定されると、電力が供給されるとともに前記エンジンの駆動力で前記電動機または前記発電機を作動させることを特徴とする。

請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項１において、前記予測手段は、前記排気後処理装置の現在の温度が所定温度以下であるとき、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気後処理装置の温度が所定温度に上昇するまでの時間を予測するものであって、前記加熱可否判定手段は、前記予測手段により予測される時間が第１所定時間より大きいとき前記加熱手段による加熱を実施可能と判定することを特徴とする。

請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項１において、前記予測手段は、前記排気後処理装置の現在の温度が所定温度より大きいとき、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気後処理装置の温度が所定温度に下降するまでの時間を予測するものであって、前記加熱可否判定手段は、前記予測手段により予測される時間が第２所定時間より小さいとき前記加熱手段による加熱を実施可能と判定することを特徴とする。

請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記運転状態検出手段は、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段とエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを含み、前記予測手段は、前記エンジン回転速度と前記エンジン負荷とに基づいて時間を予測することを特徴とする。
請求項５のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記加熱手段は、電力の供給により前記排気後処理装置の加熱を行う電気加熱要素を有することを特徴とする。

請求項６のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項５において、前記加熱手段は、車両の減速時には、前記加熱可否判定手段により加熱を実施可能と判定されると、前記電動機または前記発電機を回生作動させて発電した電力を前記電気加熱要素に供給することを特徴とする。
請求項７のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項５または６において、前記電気加熱要素は、ジュール熱によるジュール熱加熱器または電磁誘導による誘導加熱器のいずれかであることを特徴とする。

本発明の請求項１のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状態と温度検出手段により検出された排気後処理装置の現在の温度とに基づいて、排気後処理装置の温度が最小限機能可能な所定温度となるまでの時間が予測手段によって予測され、この予測される時間と所定時間との比較に基づいて加熱手段による加熱の実施可否が加熱可否判定手段により判定され、加熱を実施可能と判定されると、車両の減速時を除き、加熱手段により、電力が供給されるとともにエンジンの駆動力で電動機または発電機が作動させられる。

従って、排気後処理装置の温度が最小限機能可能な所定温度となるまでの時間に応じて排気後処理装置を加熱手段により加熱することにより当該所定温度を良好に確保することができる。また、この際、車両の減速時を除きエンジンを加速作動させてもよい場合には電力が供給されるとともにエンジンの駆動力で電動機または発電機が作動させられるので、電動機または発電機の作動によりエンジン負荷が上昇してエンジンから排出される排ガスの温度、即ち排気温度が高まることになり、電力による加熱と当該排ガスの熱による加熱との併用によって排気後処理装置を良好に昇温させることができる。

そして、エンジンの駆動力で電動機または発電機を作動させて発電するので、バッテリの電力を使うことなく電動機または発電機で発電した電力を用いて効率よく排気後処理装置を昇温させることが可能である。
これにより、バッテリの状態に拘わらず発電電力を優先的に利用して、排気後処理装置を速やかに昇温させ、排気後処理装置の機能する最小限の所定温度を良好に確保することができる。

また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、予測手段は排気後処理装置の現在の温度が所定温度以下であるときにエンジンの運転状態に基づいて排気後処理装置の温度が所定温度に上昇するまでの時間を予測するものであって、加熱可否判定手段は予測手段により予測される時間が第１所定時間より大きいとき加熱手段による加熱を実施可能と判定するので、排気後処理装置の温度が低く、且つ、所定温度に上昇するまでに時間がかかることが予測されるときには、電力が供給されるとともにエンジンの駆動力で電動機または発電機が作動させられる。

従って、エンジンの始動直後のアイドリング時のように排気後処理装置の温度が低い場合において、エンジンの駆動力による電動機または発電機の作動によりエンジン負荷が上昇して排気温度が高まることになり、電力による加熱と排ガスの熱による加熱との併用によって排気後処理装置を速やかに昇温させることができる。
また、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、予測手段は排気後処理装置の現在の温度が所定温度より大きいときにエンジンの運転状態に基づいて排気後処理装置の温度が所定温度に下降するまでの時間を予測するものであって、加熱可否判定手段は予測手段により予測される時間が第２所定時間より小さいとき加熱手段による加熱を実施可能と判定するので、排気後処理装置の温度が高くても、所定温度に下降するまでの時間が短いことが予測されるときには、電力が供給されるとともにエンジンの駆動力で電動機または発電機が作動させられる。

従って、降坂路を高速走行しているときのように排気流量が多く排気後処理装置の温度が低下し易い場合には、エンジンの駆動力による電動機または発電機の作動によりエンジン負荷が上昇して排気温度が高まることになり、電力による加熱と排ガスの熱による加熱との併用によって排気後処理装置の温度低下を抑制し、排気後処理装置の機能する最小限の所定温度を十分に維持することができる。

また、請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、予測手段はエンジン回転速度とエンジン負荷とに基づいて時間を予測するので、エンジン回転速度とエンジン負荷とに基づいてエンジンの運転状態を適切に検出でき、排気後処理装置の温度が排気後処理装置の機能する最小限の所定温度となるまでの時間を正確に予測することができる。
また、請求項５のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、加熱手段は電力の供給により排気後処理装置の加熱を行う電気加熱要素を有するので、加熱を実施可能と判定されると、車両の減速時を除き、加熱手段により、電気加熱要素に電力が供給されるとともにエンジンの駆動力で電動機または発電機が作動させられる。

従って、電気加熱要素による加熱と排ガスの熱による加熱との併用によって排気後処理装置を良好に昇温させることができる。
また、請求項６のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両の減速時には、加熱可否判定手段により加熱を実施可能と判定されると、加熱手段により、電動機または発電機を回生作動させて発電した電力が電気加熱要素に供給される。

従って、車両の減速時には、バッテリがフル充電状態にあったとしても、電動機または発電機を回生作動させて制動力を確保しつつ、回生電力を排気後処理装置の昇温に有効に利用して排気後処理装置を良好に昇温させることができる。
また、請求項７のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電気加熱要素はジュール熱加熱器または誘導加熱器のいずれかであるので、電気エネルギを効率よく熱エネルギに変換して排気後処理装置を加熱するようにできる。特に、誘導加熱器は誘導コイル自体を熱するものでないため、耐久性の高い用い電気加熱要素を実現することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態であるハイブリッド電気自動車１の制御装置の要部構成図である。
ハイブリッド電気自動車１は例えばパラレル式ハイブリッド型電気自動車であり、ディーゼルエンジン（以下エンジンという）２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸には例えば永久磁石式同期電動機のように回生制動力による発電も可能な電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されている。また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。

従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸の両方が、変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となり、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となる。
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その出力トルクが変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるよう構成されている。また、車両減速時には電動機６が発電機（ジェネレータ）として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。

一方、エンジン２の出力トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達される。従って、エンジン２の出力トルクが駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとがそれぞれ変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべきトルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。

また、バッテリ１８の残存充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、車両の走行中であっても、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の出力トルクの一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。

車両ＥＣＵ２２は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。

そして車両ＥＣＵ２２は、このような制御を行う際に、アクセルペダル３０の踏込量を検出するアクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段、運転状態検出手段）３２や、車両の走行速度を検出する車速センサ３４及び電動機６ひいてはエンジン２の回転速度を検出する回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段、運転状態検出手段）３６の検出結果に基づき、車両の走行に必要な要求トルクを演算し、この要求トルクから、エンジン２が発生するトルク及び電動機６が発生するトルクを設定している。

エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
一方、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。

また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に送っている。
また、エンジン２の排気通路３８には、エンジン２の排ガスを浄化する排気後処理装置４０が設けられており、排気後処理装置４０内には酸化触媒４２が配設されると共に、酸化触媒４２の下流側にパティキュレートフィルタ（以下フィルタという）４４が配設されている。

フィルタ４４はハニカム型のセラミック担体からなり、上流側と下流側とを連通する通路が多数並設されると共に、通路の上流側開口と下流側開口とが交互に閉鎖されており、エンジン２の排気中に含まれるパティキュレートを捕集することによってエンジン２の排ガスを浄化している。
また、酸化触媒４２はエンジン２の排気中に含まれるＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）を酸化して浄化するほか、フィルタ４４のパティキュレート堆積量が増大し、フィルタ４４の再生が必要となったときに、エンジン２の排気通路３８中に供給されるＨＣを酸化してフィルタ４４に流入する排ガスの温度を上昇させる機能を有する。

また、排気後処理装置４０には、誘導加熱器（電気加熱要素）５０が設けられている。誘導加熱器５０は電磁誘導により加熱を行うものであり、詳しくは、排気後処理装置４０の基材、担体或いはハウジングが導電金属とされるとともにハウジングの周りに電磁誘導コイル（図示せず）が巻かれて構成されている。誘導加熱器５０の電磁誘導コイルは、高周波電源５２を介してインバータ２０に接続されている。

また、排気後処理装置４０には、温度センサ（温度検出手段）４６が設けられている。
以下、このように構成されたハイブリッド電気自動車１の制御装置の作用、効果について説明する。
図２を参照すると、車両ＥＣＵ２２が実行する本発明に係るハイブリッド電気自動車１の制御装置における排気後処理装置の加熱制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同図に沿い説明する。

ステップＳ１０では、先ず、温度センサ４６からの情報に基づき、排気後処理装置４０の現在の温度Ｔcatが所定温度Ｔthより大きいか否かを判別する。ここに、所定温度Ｔthは、例えば酸化触媒４２の活性温度及びフィルタ４４の再生下限温度のうちいずれか高い方である。判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔcatが所定温度Ｔth以下と判定された場合には、ステップＳ１２に進む。即ち、エンジン２の始動直後のアイドリング時や始動後軽負荷運転継続時等においては排気後処理装置４０の温度は低下しており、このような場合にはステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、現在の温度Ｔcatとエンジン２の運転状態に基づき、排気後処理装置４０の温度Ｔcatが所定温度Ｔthに上昇するまでの時間ｔ1を予測する（予測手段）。即ち、上記アクセル開度センサ３２によってエンジン負荷を検出し、回転速度センサ３６によってエンジン回転速度を検出し、これらエンジン負荷情報とエンジン回転速度情報とに基づいてエンジンの運転状態を検出し、時間ｔ1を予測する。具体的には、エンジン負荷が大きくエンジン回転速度が大きいほど温度Ｔcatが所定温度Ｔthとなるまでの時間ｔ1を短く、逆にエンジン負荷が小さくエンジン回転速度が小さいほど温度Ｔcatが所定温度Ｔthとなるまでの時間ｔ1を長く予測する。実際には、例えば現在の温度Ｔcatとエンジン負荷とエンジン回転速度と時間ｔ1とが予めマップ化されており、当該マップより時間ｔ1を読み出す。

次のステップＳ１４では、上記の如く求めた時間ｔ1が閾値Ｘ1（第１所定時間、所定時間）よりも大であるか否かを判別する（加熱可否判定手段）。ここに閾値Ｘ1は極力短い時間に設定されるのがよい。判別結果が偽（Ｎｏ）で時間ｔ1が閾値Ｘ1以下と短い場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、誘導加熱器５０への電力供給をＯＮとし、誘導加熱器５０による排気後処理装置４０の加熱を行う。即ち、時間ｔ1が閾値Ｘ1以下と短い場合には、エンジン２が高回転高負荷状態にあってエンジン２から排出される排ガスの熱で比較的速やかに排気後処理装置４０の昇温が可能と考えられる。従って、この場合には、補助的に誘導加熱器５０によってバッテリ１８の電力で排気後処理装置４０の加熱を行う。

一方、ステップＳ１４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で時間ｔ1が閾値Ｘ1よりも大きいと判定された場合には、時間ｔ1が長く、エンジン２が低回転低負荷状態にあってエンジン２から排出される排ガスの温度、即ち排気温度が低く、排気後処理装置４０を十分に昇温させることができない状況と考えられる。従って、この場合には、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、上記要求トルクが負（＜０）であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で要求トルクが負ではないと判定された場合には、車両は減速時ではなくエンジン２を加速作動させてもよい状況と判断できる。従って、この場合にはステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、誘導加熱器５０によって排気後処理装置４０の加熱を行うことに加え、エンジン２の駆動力によって電動機６を作動させて発電を行う（加熱手段）。
このように、誘導加熱器５０によって排気後処理装置４０の加熱を行うとともにエンジン２の駆動力によって電動機６を作動させるようにすると、エンジン負荷が増大することで排気温度が上昇することになり、誘導加熱器５０による加熱と排ガスの熱による加熱によって排気後処理装置４０を所定温度Ｔthまで速やかに昇温させることができる。

また、この場合、エンジン２の駆動力で電動機６を作動させて発電するので、バッテリ１８の電力を使うことなく電動機６で発電した電力を用いて効率よく排気後処理装置４０を昇温させることが可能である。
一方、ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）で要求トルクが負と判定された場合には、車両は減速時であってエンジン２を加速作動させないような状況と判断できる。従って、この場合には、ステップＳ２２に進み、電動機６で回生制動力を発生しつつ、電動機６の回生作動により発電した回生電力を誘導加熱器５０に供給する（加熱手段）。

このようにすることで、車両の減速時には、たとえバッテリ１８がフル充電状態にあったとしても、電動機６を回生作動させて制動力を確保しつつ、回生電力を排気後処理装置４０の昇温に有効に利用して排気後処理装置４０を良好に昇温させることができる。
一方、ステップＳ１０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔcatが所定温度Ｔthより大きいと判定された場合には、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、現在の温度Ｔcatとエンジン２の運転状態に基づき、排気後処理装置４０の温度Ｔcatが所定温度Ｔthに下降するまでの時間ｔ2を予測する（予測手段）。即ち、時間ｔ1の場合と同様、上記アクセル開度センサ３２によってエンジン負荷を検出し、回転速度センサ３６によってエンジン回転速度を検出し、これらエンジン負荷情報とエンジン回転速度情報とに基づいてエンジンの運転状態を検出し、時間ｔ2を予測する。実際には、例えば現在の温度Ｔcatとエンジン負荷とエンジン回転速度と時間ｔ2とが予めマップ化されており、当該マップより時間ｔ2を読み出す。

次のステップＳ２６では、上記の如く求めた時間ｔ2が閾値Ｘ2（第２所定時間、所定時間）よりも小であるか否かを判別する（加熱可否判定手段）。ここに閾値Ｘ2は比較的短い時間に設定されるのがよい。判別結果が偽（Ｎｏ）で時間ｔ2が閾値Ｘ2以上と長い場合には、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２８では、誘導加熱器５０への電力供給をＯＦＦとし、排気後処理装置４０による加熱は実施しない。即ち、時間ｔ2が閾値Ｘ2以上と長い場合には、例えばエンジン２が比較的高回転且つ高負荷の状態にあり、エンジン２からの排気流量が多くても比較的排気温度が高く排気後処理装置４０の温度がそれほど低下しない状況と考えられる。従って、この場合には、誘導加熱器５０による不必要な排気後処理装置４０の加熱は行わないようにする。

一方、ステップＳ２６の判別結果が真（Ｙｅｓ）で時間ｔ2が閾値Ｘ2よりも小さいと判定された場合には、時間ｔ2が短く、例えば高速道路の長い降坂路であってエンジン２が高回転であっても低負荷状態にあり、排気流量が多く且つ排気温度が低く、排気後処理装置４０が急速に低下するような状況と考えられる。従って、この場合には、上記ステップＳ１８以降に進む。

即ち、要求トルクが負（＜０）であるか否かを判別し（ステップＳ１８）、要求トルクが負ではないと判定された場合には、車両は減速時ではなくエンジン２を加速作動させてもよい状況と判断でき、誘導加熱器５０によって排気後処理装置４０の加熱を行うことに加え、エンジン２の駆動力によって電動機６を作動させて発電を行う（ステップＳ２０）。

即ち、排気後処理装置４０の温度Ｔcatが所定温度Ｔthより大きくても、排気後処理装置４０が急速に低下するような状況では、誘導加熱器５０による加熱と排ガスの熱による加熱によって排気後処理装置４０を速やかに昇温させるようにする。
これにより、排気後処理装置４０の温度低下を抑制し、排気後処理装置４０の機能する最小限の所定温度Ｔthを十分に維持することができる。
また、バッテリ１８の電力を使うことなく電動機６で発電した電力を用いて効率よく排気後処理装置４０を昇温させることが可能である。

一方、要求トルクが負と判定された場合には、車両は減速時であってエンジン２を加速作動させないような状況と判断でき、電動機６で回生制動力を発生しつつ、電動機６の回生作動により発電した回生電力を誘導加熱器５０に供給する（ステップＳ２２）。
これにより、上記同様、車両の減速時には、たとえバッテリ１８がフル充電状態にあったとしても、電動機６を回生作動させて制動力を確保しつつ、回生電力を排気後処理装置４０の昇温に有効に利用して排気後処理装置４０を良好に昇温させることができる。

以上説明したように、本発明に係るハイブリッド電気自動車１の制御装置によれば、排気後処理装置４０の温度が排気後処理装置４０の機能する最小限の所定温度Ｔthとなるまでの時間ｔ1、ｔ2に応じて排気後処理装置４０を加熱するので、排気後処理装置４０において当該所定温度Ｔthを良好に確保することができる。具体的には、例えばエンジン２の始動直後のアイドリング時のように、排気後処理装置４０の現在の温度Ｔcatが所定温度Ｔth以下であり、排気温度が低く時間ｔ1が閾値Ｘ1よりも大であるような場合、或いは、高速道路の長い降坂路を走行中のように、排気後処理装置４０の現在の温度Ｔcatが所定温度Ｔthより大きいものの、排気温度が低く時間ｔ2が閾値Ｘ2よりも小であるような場合において、排気後処理装置４０の機能する最小限の所定温度Ｔthを良好に確保することができる。

そして、車両の減速時を除きエンジン２を加速作動させてもよい場合には、誘導加熱器５０による加熱とエンジン負荷の増大に伴う排ガスの熱による加熱とを併用して排気後処理装置４０を加熱するので、排気後処理装置４０を速やかに昇温させることができる。
また、エンジン２の駆動力で電動機６を作動させて発電するので、バッテリ１８の電力を使うことなく電動機６で発電した電力を用いて効率よく排気後処理装置４０を昇温させることができる。

このように、本発明に係るハイブリッド電気自動車１の制御装置によれば、バッテリ１８の状態に拘わらず発電電力を優先的に利用して、排気後処理装置４０を速やかに昇温させ、或いは、排気後処理装置４０の機能する最小限の所定温度Ｔthを十分に維持することができる。
また、エンジン回転速度とエンジン負荷とに基づいて時間ｔ1、ｔ2を予測するので、エンジン回転速度とエンジン負荷とに基づいてエンジンの運転状態を適切に検出でき、排気後処理装置４０の温度Ｔcatが所定温度Ｔthとなるまでの時間ｔ1、ｔ2を正確に予測することができる。

また、車両の減速時には、加熱を実施可能と判定されると、電動機６を回生作動させて発電した電力を誘導加熱器５０に供給するので、車両の減速時においてバッテリ１８がフル充電状態にあったとしても、電動機６を回生作動させて制動力を確保しつつ、回生電力を排気後処理装置４０の昇温に有効に利用して排気後処理装置４０を良好に昇温させることができる。

また、誘導加熱器５０を用いることで、耐久性の高い加熱器を用いながら、電気エネルギを効率よく熱エネルギに変換して排気後処理装置４０を加熱するようにできる。
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、電気加熱要素として誘導加熱器５０を用いるようにしているが、ジュール熱を利用したジュール熱加熱器を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ハイブリッド電気自動車１を例えばパラレル式ハイブリッド型電気自動車としたが、シリーズ式ハイブリッド電気自動車であってもよい。なお、シリーズ式ハイブリッド電気自動車の場合には、発電については上記電動機６に代えて発電機を使用するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成図である。 本発明に係る排気後処理装置の加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハイブリッド電気自動車
２ エンジン
６ 電動機
２２ 車両ＥＣＵ
３２ アクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段、運転状態検出手段）
３６ 回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段、運転状態検出手段）
４０ 排気後処理装置
４６ 温度センサ（温度検出手段）
５０ 誘導加熱器（電気加熱要素）

Claims (7)

1. エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能且つ前記エンジンの駆動力で前記電動機を作動させまたは車両の減速時に前記駆動輪からの駆動力で前記電動機を回生作動させて発電可能、或いは、前記エンジンの駆動力で発電機を作動させまたは車両の減速時に前記駆動輪からの駆動力で前記発電機を回生作動させて発電を行い電動機の駆動力を車両の駆動輪に伝達可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、
   前記エンジンの排気通路に介装された排気後処理装置と、
   前記排気後処理装置の加熱を行う加熱手段と、
   前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記排気後処理装置の温度を検出する温度検出手段と、
   前記運転状態検出手段により検出された前記エンジンの運転状態と前記温度検出手段により検出された前記排気後処理装置の現在の温度とに基づき、前記排気後処理装置の温度が前記排気後処理装置の機能する最小限の所定温度となるまでの時間を予測する予測手段と、
   前記予測手段により予測される時間と所定時間との比較に基づいて前記加熱手段による加熱の実施可否を判定する加熱可否判定手段とを備え、
   前記加熱手段は、車両の減速時を除き、前記加熱可否判定手段により加熱を実施可能と判定されると、電力が供給されるとともに前記エンジンの駆動力で前記電動機または前記発電機を作動させることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
2. 前記予測手段は、前記排気後処理装置の現在の温度が所定温度以下であるとき、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気後処理装置の温度が所定温度に上昇するまでの時間を予測するものであって、
   前記加熱可否判定手段は、前記予測手段により予測される時間が第１所定時間より大きいとき前記加熱手段による加熱を実施可能と判定することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
3. 前記予測手段は、前記排気後処理装置の現在の温度が所定温度より大きいとき、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気後処理装置の温度が所定温度に下降するまでの時間を予測するものであって、
   前記加熱可否判定手段は、前記予測手段により予測される時間が第２所定時間より小さいとき前記加熱手段による加熱を実施可能と判定することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
4. 前記運転状態検出手段は、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段とエンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを含み、
   前記予測手段は、前記エンジン回転速度と前記エンジン負荷とに基づいて時間を予測することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
5. 前記加熱手段は、電力の供給により前記排気後処理装置の加熱を行う電気加熱要素を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
6. 前記加熱手段は、車両の減速時には、前記加熱可否判定手段により加熱を実施可能と判定されると、前記電動機または前記発電機を回生作動させて発電した電力を前記電気加熱要素に供給することを特徴とする、請求項５記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
7. 前記電気加熱要素は、ジュール熱によるジュール熱加熱器または電磁誘導による誘導加熱器のいずれかであることを特徴とする、請求項５または６記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。

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