特許第6512116号(P6512116)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6512116
(24)【登録日】2019年4月19日
(45)【発行日】2019年5月15日
(54)【発明の名称】車両
(51)【国際特許分類】
   B60W 10/04 20060101AFI20190425BHJP
   B60W 10/18 20120101ALI20190425BHJP
   B60W 10/06 20060101ALI20190425BHJP
   F01N 3/021 20060101ALI20190425BHJP
   F02D 41/02 20060101ALI20190425BHJP
   F02D 41/12 20060101ALI20190425BHJP
【FI】
   B60W10/00 120
   B60W10/06
   B60W10/18
   F01N3/021
   F02D41/02 330
   F02D41/12 330J
   F02D41/12 380Z
【請求項の数】1
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2016-7124(P2016-7124)
(22)【出願日】2016年1月18日
(65)【公開番号】特開2017-128152(P2017-128152A)
(43)【公開日】2017年7月27日
【審査請求日】2018年2月22日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000017
【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】元古 武志
【審査官】 増子 真
(56)【参考文献】
【文献】 特開2011−099451(JP,A)
【文献】 特開2007−204004(JP,A)
【文献】 特開2009−041403(JP,A)
【文献】 特開2007−168470(JP,A)
【文献】 特開2003−207043(JP,A)
【文献】 特開2014−145271(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60W 10/00 − 50/16
F02D 41/00 − 41/40
F02N 3/01
F02N 3/02 − 3/038
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記エンジンからの排気に含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
車両に制動力を付与する制動力付与手段と、
減速要求時に、前記エンジンへの燃料供給が停止されるよう前記エンジンを制御する制御手段と、
を備える車両であって、
前記制御手段は、
前記減速要求時に前記パティキュレートフィルタが過昇温する所定条件が成立し、且つ、前記制動力付与手段の最大制動パワーが前記車両に要求される減速要求トルクに基づく要求減速パワー以上であるときには、前記エンジンへの燃料供給の停止を禁止し、前記車両に前記減速要求トルクが付与されるように前記制動力付与手段を制御し、
前記減速要求時に前記所定条件が成立し、且つ、前記制動力付与手段の前記最大制動パワーが前記要求減速パワー未満であるときには、前記エンジンへの燃料供給の停止を実行しつつ、前記車両に前記減速要求トルクが付与されるように前記制動力付与手段を制御する、
車両。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関し、詳しくは、エンジンと、エンジンからの排気中に含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、を備える車両に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、内燃機関システムとして、エンジンと、パティキュレートフィルタと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。パティキュレートフィルタは、エンジンの排気中に含まれる粒子状物質を捕集している。この内燃機関システムでは、減速時に燃料カットを実行するとパティキュレートフィルタが過昇温すると判定されたときには、減速時に燃料カットの実行を禁止する。これにより、酸素が多く含まれる空気のパティキュレートフィルタへの供給が抑制され、パティキュレートフィルタの過昇温が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2011−99451号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の内燃機関装置を搭載した車両では、減速要求時に燃料カットを禁止すると、パティキュレートフィルタの昇温が抑制されるが、いわゆるエンジンブレーキによる制動トルクが車両に作用しなくなるから、減速要求トルクを車両に作用させることができなくなってしまう。そのため、パティキュレートフィルタの昇温を抑制しつつ、減速要求トルクを車両に作用させることが望まれている。
【0005】
本発明の車両は、パティキュレートフィルタの昇温を抑制しつつ、減速要求トルクを確保することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の車両は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力するエンジンと、
前記エンジンからの排気に含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
車両に制動力を付与する制動力付与手段と、
減速要求時に、前記エンジンへの燃料供給が停止されるよう前記エンジンを制御する制御手段と、
を備える車両であって、
前記制御手段は、前記減速要求時であっても、前記パティキュレートフィルタが過昇温する所定条件が成立し、且つ、前記車両に要求される減速要求トルクに基づく要求減速パワーより前記制動力付与手段の最大制動パワーのほうが大きいときには、前記エンジンへの燃料供給の停止を禁止し、前記車両に前記減速要求トルクが付与されるように前記制動力付与手段を制御する、
ことを要旨とする。
【0008】
この本発明の車両では、減速要求時に、エンジンへの燃料供給が停止されるようエンジンを制御する。そして、減速要求時であっても、パティキュレートフィルタが過昇温する所定条件が成立し、且つ、車両に要求される減速要求トルクに基づく要求減速パワーより制動力付与手段の最大制動パワーのほうが大きいときには、エンジンへの燃料供給の停止を禁止し、車両に減速要求トルクが付与されるように制動力付与手段を制御する。これにより、パティキュレートフィルタの昇温を抑制しつつ、減速要求トルクを車両に作用させることができる。
【0009】
こうした本発明の車両において、前記所定条件は、前記パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の堆積量が所定量以上である第1条件と、前記パティキュレートフィルタの温度が前記エンジンへの燃料供給が停止されたときにおける許容温度以上である第2条件と、を含んでいる、ものとしてもよい。
【0010】
また、本発明の車両において、前記駆動軸に動力を出力する電動機と、前記電動機と電力をやりとりするバッテリと、を備え、前記制御手段は、前記減速要求時に、前記エンジンへの燃料供給が停止されると共に車両に前記要求減速パワーが付与されるように前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記減速要求時であっても、前記所定条件が成立し、且つ、前記要求減速パワーより前記最大制動パワーのほうが大きいときには、前記エンジンへの燃料供給の停止を禁止し、前記車両に前記減速要求トルクが付与されるように前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、ものとしてもよい。この場合において、前記減速要求時であっても、前記所定条件が成立し、且つ、前記バッテリの入力制限より前記要求減速パワーのほうが大きく、前記要求減速パワーより前記最大制動パワーのほうが大きいときには、前記エンジンへの燃料供給の停止を禁止し、前記車両に前記減速要求トルクが付与されるように前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、ものとしてもよい。ここで、「バッテリの入力制限」とは、バッテリへの充電が許容される許容充電電力をいう。
【0011】
こうした本発明の車両において、前記制動力付与手段は、車輪に摩擦力を付与することにより前記車両に制動力を付与する摩擦ブレーキと、前記エンジンの排気管に設けたバルブの開閉によって前記車両に制動力を付与する排気ブレーキと、を有し、前記制御手段は、前記減速要求時であっても、前記所定条件が成立し、前記要求減速パワーより前記摩擦ブレーキの最大制動パワーのほうが大きい場合において、前記要求減速パワーが前記摩擦ブレーキの最大制動パワーと前記排気ブレーキの最大制動パワーとの和のパワー以下であるときには、前記エンジンへの燃料供給の停止を禁止し、前記摩擦ブレーキと前記排気ブレーキとの作動を伴って車両に制動力が付与されるように前記制動力付与手段を制御するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。
図2】HVECU70のCPUにより実行される減速要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図3】変形例の減速要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図4図3の変形例の減速要求時制御ルーチンを実行したときの要求減速パワーPp*や各フラグの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。
図5】他の変形例の減速要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図6】他の変形例の減速要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【0014】
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、油圧ブレーキ装置90と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
【0015】
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン22の排気管には、排気中の一酸化炭素(CO),炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する排気浄化装置(浄化装置)23aが取り付けられている。排気浄化装置23aの上流側には排気バルブ23bが取り付けられており、排気バルブ23bの開度を小さくすることで、エンジン22の回転を抑制して、駆動軸36に制動力を付与することができる。排気バルブ23bの作動によって駆動軸36に付与される制動力を「排気ブレーキ」という。排気浄化装置23aの下流側には、排気中の粒子状物質を捕集するガソリンパティキュレートフィルタ(以下、「GPF」という)23cが取り付けられている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
【0016】
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
【0017】
エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンECU24に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランク角θcr
・スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度TH
・GPF23cの上流側,下流側の排気の圧力を検出する上流側圧力センサ23e,下流側圧力センサ23fからの排気圧Pe1,Pe2
・GPF23cの温度を検出する温度センサ23gからのGPF温度Tgpf
【0018】
エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24から出力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号
・燃料噴射弁への駆動制御信号
・イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号
・排気バルブ23bへの駆動制御信号
【0019】
エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。エンジンECU24は、クランクポジションセンサからのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の角速度および回転数、即ち、回転数Neを演算している。また、エンジンECU24は、上流側圧力センサ23eからの排気圧Pe1と下流側圧力センサ23fからの排気圧Pe2との差に基づいてGPF23cに堆積している粒子状物質の堆積量Vpnを演算している。
【0020】
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、エンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
【0021】
モータMG1は、同期発電電動機として構成されており、ロータコアに永久磁石が埋め込まれたロータと、ステータコアに三相コイルが巻回されたステータと、を有する。このモータMG1は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、モータMG1と同様に、同期発電電動機として構成されており、ロータコアに永久磁石が埋め込まれたロータと、ステータコアに三相コイルが巻回されたステータと、を有する。このモータMG2は、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、バッテリ50と共に電力ライン54に接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
【0022】
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
【0023】
モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータECU40に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからの回転位置θm1,θm2
・モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流
【0024】
モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【0025】
モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。モータECU40は、回転位置検出センサからのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいて、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
【0026】
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ50は、上述したように、インバータ41,42と共に電力ライン54に接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
【0027】
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
【0028】
バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・バッテリ50の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Vb
・バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ib(バッテリ50から放電するときが正の値)
・バッテリ50に取り付けられた温度センサからの電池温度Tb
【0029】
バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、電流センサからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリECU52は、演算した蓄電割合SOCと、温度センサからの電池温度Tbと、に基づいて入出力制限Win,Woutを演算している。入力制限Winは、バッテリ50を充電してもよい許容充電電力であり、出力制限Woutは、バッテリ50から放電してもよい許容放電電力である。
【0030】
油圧ブレーキ装置90は、駆動輪38a,38bや従動輪38c,38dに取り付けられたブレーキホイールシリンダ96a〜96dと、ブレーキアクチュエータ93と、を備える。ブレーキアクチュエータ93は、駆動輪38a,38bや従動輪38c,38dに制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。このブレーキアクチュエータ93は、ブレーキペダル85の踏み込みに応じて生じるマスタシリンダ92の圧力(ブレーキ圧)と車速Vとに基づく車両に作用させる制動力のうち油圧ブレーキ装置90の分担分に応じた制動力が駆動輪38a,38bや従動輪38c,38dに作用するようにブレーキホイールシリンダ96a,96b,96c,96dの油圧を調整する。以下、ブレーキアクチュエータ93の作動によって駆動輪38a,38bや従動輪38c,38dに作用させる制動力を「摩擦ブレーキ」という。ブレーキアクチュエータ93は、ブレーキ用電子制御ユニット(以下、「ブレーキECU」という)94により制御されている。
【0031】
ブレーキECU94は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。ブレーキECU94には、ブレーキアクチュエータ93を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ブレーキECU94に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・マスタシリンダ92に取り付けられた図示しない圧力センサからのマスタシリンダ圧(ブレーキ踏力Fb)
・駆動輪38a,38bや従動輪38c、38dに取り付けられた車輪速センサ98a〜98dからの車輪速
【0032】
ブレーキECU94からは、ブレーキアクチュエータ93への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【0033】
ブレーキECU94は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってブレーキアクチュエータ93を駆動制御すると共に必要に応じてブレーキアクチュエータ93の状態に関するデータをHVECU70に出力する。
【0034】
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
【0035】
HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号
・シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP
・アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc
・ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP
・車速センサ88からの車速V
【0036】
HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【0037】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッド走行モード(HV走行モード),電動走行モード(EV走行モード)などの走行モードによって走行する。HV走行モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動とを伴って走行する走行モードである。EV走行モードは、エンジン22を運転停止すると共にモータMG2を駆動して走行する走行モードである。
【0038】
ハイブリッド自動車20では、HV走行モードでの走行時にアクセルペダル83からのアクセル開度Accが値0または値0近傍の値となったとき(アクセルオフ時)やブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBPが値0より大きくなったとき(ブレーキオン時)、つまり、減速要求時には、基本的には、エンジン22への燃料供給を停止して(燃料カットして)いわゆるエンジンブレーキとモータMG2による回生制動力と必要に応じて摩擦ブレーキとをハイブリッド自動車20に作用させて車両を減速させる減速要求時制御を実行する。
【0039】
減速要求時制御では、ブレーキペダルポジションBPと車速VとシフトポジションSPと残容量SOCとに基づいて駆動軸36の要求トルクTp*(この場合、制動トルク)を設定し、エンジン22への燃料供給が停止されるように燃料カット指令をエンジンECU24に送信し、エンジン22をモータリングするためにモータMG1から出力すべきトルク指令Tm1*を設定する。そして、要求トルクTp*と設定したトルク指令Tm1*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いてモータMG2の仮トルクTm2tmp(=Tp*+Tm1*/ρ)を設定し、仮トルクTm2tmpを入力制限Winで制限して、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。そして、要求トルクTp*からトルク指令Tm2*を減じて油圧ブレーキ装置90のトルク指令Tb*を設定する。そして、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*を駆動されるようにインバータ41,42を制御すると共に、トルク指令Tb*が値0でないときには、ブレーキホイールシリンダ96a〜96dの制動トルクが駆動軸36に換算したときにトルク指令Tb*に相当するトルクとなるようにブレーキアクチュエータ93を駆動する。なお、こうした制御を「通常減速制御」と称することもある。
【0040】
次に、こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、減速要求時の動作について説明する。図2は、HVECU70のCPUにより実行される減速要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、HV走行モードで走行している場合において、アクセルペダル83からのアクセル開度Accが値0または値0近傍の値となったとき(アクセルオフ時)や、ブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBPが値0より大きくなったとき(ブレーキオン時)に、所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される。
【0041】
減速要求時制御ルーチンが実行されると、HVECU70のCPUは、GPF23cに堆積している粒子状物質の堆積量Vpn,GPF23cのGPF温度Tgpf、要求減速パワーPp*などを処理に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、堆積量Vpnは、エンジンECU24により演算されたものを通信により入力している。GPF温度Tgpfは、温度センサ23gにより検出されたものをエンジンECU24を介して通信により入力している。要求減速パワーPp*は、上述の要求トルクTp*に駆動軸36の回転数(モータMG2の回転数Nm2)を乗じたものである。
【0042】
こうしてデータを入力すると、堆積量Vpnが閾値Vthより大きいか否かを判定したり(ステップS110)、GPF温度Tgpfが閾値Tthより大きいか否かを判定する(ステップS120)。閾値Vth,閾値Tthは、燃料カットするとGPF23cの発熱量が増大し、GPF23cが過昇温となるか否かを判定する閾値である。閾値Vthは、例えば、2g、4g、6gなどであり、閾値Tthは、例えば、800℃、650℃、550℃などである。
【0043】
堆積量Vpnが閾値Vth以下であるときや(ステップS110)、GPF温度Tgpfが閾値Tth以下であるときには(ステップS120)、燃料カットをしてもGPF23cが過昇温しないと判断して、上述した通常減速制御を実行して(ステップS140)を終了する。これにより、エンジンブレーキをハイブリッド自動車20に作用させながら車両を減速させることができる。
【0044】
堆積量Vpnが閾値Vthを超えており(ステップS110)、且つ、GPF温度Tgpfが閾値Tthを超えているときには(ステップS120)、燃料カットをするとGPF23cが過昇温となる場合があると判断して、続いて、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下であるか否かを判定する(ステップS130)。ここで、最大値Pbmaxは、油圧ブレーキ装置90で消費可能なパワーの最大値として予め定めた値である。最大値Pbmaxは、例えば、200kWなどである。
【0045】
要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下であるときには(ステップS130)、エンジンブレーキやモータMG2の回生制動による制動力が駆動軸36に作用しない場合でも摩擦ブレーキのみで要求トルクTp*の全てを賄うことができる判断して、上述の通常減速制御を行なわずに、エンジン22の燃料カットを禁止する燃料カット禁止指令をエンジンECU24に送信して(ステップS150)、燃料カットしない状態でモータMG2の回生制動と摩擦ブレーキとによる制動力が駆動軸36に作用するようにエンジン22,モータMG1,MG2,油圧ブレーキ装置90を制御して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。燃料カット禁止指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22が自立運転(アイドル運転)されるようにエンジン22を制御する。ステップS160の処理では、トルク指令Tm1*を値0に設定し、要求トルクTp*をモータMG2の仮トルクTm2tmp(=Tp*)に設定し、仮トルクTm2tmpを入力制限Winで制限して、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して、モータEUC40でインバータ41,42を制御する。そして、要求トルクTp*からトルク指令Tm2*を減じて油圧ブレーキ装置90のトルク指令Tb*を設定する。こうして設定されたトルク指令Tb*を受信したブレーキECU94は、ブレーキホイールシリンダ96a〜96dの制動トルクが駆動軸36に換算したときにトルク指令Tb*に相当するトルクとなるようにブレーキアクチュエータ93を駆動する。エンジン22を燃料カットしないから、GPF23cに酸素を多く含む空気が供給されるのを抑制できるから、GPF23cの昇温を抑制しつつ、要求トルクTp*を確保することができる。
【0046】
要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmaxを超えているときには(ステップS130)、摩擦ブレーキのみで要求減速パワーPp*の全てを賄うことができない場合があり、要求トルクTp*を確保するためにはエンジンブレーキやモータMG2の回生制動による制動力が必要であると判断して、通常減速制御を実行して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。これにより、要求トルクTp*を確保することができる。
【0047】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、減速要求時であっても、GPF23cの堆積量Vpnが閾値Vthを超えており、且つ、GPF23cのGPF温度Tgpfが閾値Tthを超えており、且つ、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下のときには、エンジン22への燃料供給の停止を禁止し、要求トルクTp*が付与されるようにエンジン22,モータMG1,MG2,油圧ブレーキ装置90を制御することにより、エンジン22の燃料カットを禁止してGPF23cの昇温を抑制しつつ、要求トルクTp*を確保することができる。
【0048】
実施例のハイブリッド自動車20では、図2に示した減速要求時制御ルーチンにおいて、GPF23cの堆積量Vpnが閾値Vthを超えており、GPF23cのGPF温度Tgpfが閾値Tthを超えている場合において、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下のときに、ステップS150,S160の処理を実行している。図2の減速要求時制御ルーチンに代えて、図3の変形例の減速要求時制御ルーチンを実行してもよい。この変形例の減速要求時制御ルーチンでは、GPF23cの堆積量Vpnが閾値Vthを超えており、且つ、GPF23cのGPF温度Tgpfが閾値Tthを超えている場合には(ステップS110,S120)、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が入力制限Winの絶対値|Win|以上であるか否かを判定する(ステップ225)。要求パワーPp*の絶対値|Pp*|が入力制限Winの絶対値|Win|以上であるとき、すなわち、通常制御を実行すると、エンジンブレーキとモータMG2の回生制動による制動力のみで要求トルクTpを賄えずに摩擦ブレーキを作動させる必要があるときには、ステップS150,S160を実行する。要求パワーPp*の絶対値|Pp*|が入力制限Winの絶対値|Win|より小さいとき、すなわち、通常制御を実行すると、エンジンブレーキとモータMG2の回生制動による制動力のみで要求トルクTpを賄えるときには、ステップS140を実行する。
【0049】
図4は、図3の変形例の減速要求時制御ルーチンを実行したときの要求減速パワーPp*や各フラグの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。ブレーキオンフラグは、摩擦ブレーキが作動していないときには値0が設定され、摩擦ブレーキが作動しているときには値1が設定されるフラグである。F/Cフラグは、エンジン22への燃料供給が禁止されていないときには値0が設定され、エンジン22への燃料供給が禁止されているときにには値1が設定されるフラグである。ブレーキ実行フラグは、要求トルクTp*がトルク指令Tb*に設定されないときに値0に設定され、要求トルクTp*がトルク指令Tb*に設定されブレーキECU94に送信されたときに値1が設定されるフラグである。図中、比較例は、減速要求時に要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が入力制限Winの絶対値|Win|を超えるときに燃料カットを行なうタイプのハイブリッド自動車におけるF/Cフラグ,ブレーキ実行フラグの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。比較例では、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が入力制限Winの絶対値|Win|を超えると(図中時間t1〜t2,時間t3〜t5)、燃料カットが行なわれるから、GPF23cが過昇温となる場合がある。実施例では、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が入力制限Winの絶対値|Win|を超えると、モータMG2の回生制動と摩擦ブレーキとで要求トルクTp*を確保できない場合(図中時間t3〜t4)を除いて、燃料カットを禁止するから、GPC23cの過昇温を抑制することができる。
【0050】
実施例のハイブリッド自動車20では、図2に示した減速要求時制御ルーチンにおいて、GPF23cの堆積量Vpnが閾値Vthを超えており、GPF23cのGPF温度Tgpfが閾値Tthを超えている場合において、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下のときに、ステップS150,S160の処理を実行している。図2の減速要求時制御ルーチンに代えて、図5の変形例の減速要求時制御ルーチンを実行してもよい。この変形例の減速要求時制御ルーチンでは、GPF23cの堆積量Vpnが閾値Vthを超えており、且つ、GPF23cのGPF温度Tgpfが閾値Tthを超えているときには(S110,S120)、入力制限Winを拡大し(ステップS325)、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下のときに、ステップS150,S160の処理を実行する。ここで、「入力制限Winを拡大」とは、負の値である入力制限Winを小さくすること(入力制限Winの絶対値|Win|を大きくすること)である。こうした処理により、モータMG2による回生制動による制動トルクをより大きくすることができ、燃料カットを禁止する機会を多くできる。これにより、GPF23cの過昇温をより抑制することができる。
【0051】
実施例のハイブリッド自動車20では、図2に示した減速要求時制御ルーチンにおいて要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmax以下のときには、燃料カットしない状態でモータMG2の回生制動と摩擦ブレーキとにより要求トルクTp*が駆動軸36が出力されるようにエンジン22,モータMG1,MG2,油圧ブレーキ装置90を制御している。図2の減速要求時制御ルーチンに代えて、図6の変形例の減速要求時制御ルーチンを実行して、モータMG2の回生制動,摩擦ブレーキに加えて、エンジン22の排気バルブ23bの作動による排気ブレーキも作動させてもよい。この場合、図6に示すように、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbmaxを超えているときには(ステップS120)、要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbtmax以下であるか否かを判定する(ステップS470)。ここで、最大値Pbtmaxは、油圧ブレーキ装置90に許容されるパワーの最大値(Pbmax)に排気バルブ23bに許容されている制動パワーの最大値を加えた値である。
【0052】
要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbtmax以下であるときには、エンジンブレーキなしでモータMG2の回生制動と摩擦ブレーキと排気ブレーキとによる制動力で要求トルクTp*を賄えると判断して、エンジン22の燃料カットを禁止する燃料カット禁止指令をエンジンECU24に送信して(ステップS480)、燃料カットしない状態でモータMG2の回生制動と摩擦ブレーキと排気ブレーキとによる制動力が駆動軸36に付与されるようにモータMG1,MG2,油圧ブレーキ装置90,排気バルブ23bを制御して(ステップS490)、本ルーチンを終了する。ステップS490の処理では、トルク指令Tm1*を値0に設定し、要求トルクTp*をモータMG2の仮トルクTm2tmp(=Tp*)に設定し、仮トルクTm2tmpを入力制限Winで制限して、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して、モータEUC40でインバータ41,42を制御する。そして、要求トルクTp*からトルク指令Tm2*を減じて仮ブレーキトルク指令Tbtmpを設定し、仮ブレーキトルク指令Tbtmpを最大値|Pbmax|で制限して油圧ブレーキ装置90のトルク指令Tb*を設定し、ブレーキECU94に送信する。トルク指令Tb*を受信したブレーキECU94は、ブレーキホイールシリンダ96a〜96dの制動トルクが駆動軸36に換算したときにトルク指令Tb*に相当するトルクとなるようにブレーキアクチュエータ93を駆動する。さらに、要求トルクTp*からトルク指令Tm2*とトルク指令Tb*を減じたトルクが排気ブレーキとして駆動軸36に作用するように排気バルブ23bの目標開度Vo*を設定してエンジンECU24に送信する。目標開度Vo*を受信したエンジンECU24は、排気バルブ23bの開度が目標開度Vo*になるように排気バルブ23bを制御する。燃料カットを行なわないから、GPF23cの昇温を抑制しつつ、要求トルクTp*を確保することができる。
【0053】
要求減速パワーPp*の絶対値|Pp*|が最大値Pbtmaxを超えているときには、エンジンブレーキなしでは要求トルクTp*を賄えないと判断して、通常制御を実行する(ステップS140)。こうした制御により、要求トルクTp*を確保することができる。
【0054】
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS110の処理で、堆積量Vpnが閾値Vthより大きいか否かを判定したり、ステップS120の処理でGPF温度Tgpfが閾値Tthより大きいか否かを判定している。ステップS110,S120の処理は、GPF23cの温度が過昇温するか否かを判定する処理であればよく、ステップS110,S120の処理のいずれか一方のみを実行してもよいし、堆積量Vpnや温度Tfpgに代えて、GPF23cの温度が過昇温することを判定可能な他のパラメータを用いて、GPF23cの温度が過昇温するか否かを判定してもよい。
【0055】
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS140の処理で、エンジン22を自立(アイドル)運転するものとしたが、エンジン22を負荷運転させてもよい。
【0056】
実施例では、本発明をエンジン22,プラネタリギヤ30,モータMG1,MG2を備えるハイブリッド自動車に適用しているが、駆動軸に動力を出力可能なエンジンを搭載された車両であれば適用することができ、例えば、駆動軸に動力を出力する動力源としてモータを備えずエンジンからの動力で走行する通常の自動車に適用してもよい。この場合、図2の減速要求時制御ルーチンにおいて、ステップS130の要求減速パワーPp*を車両全体に要求される制動トルクTp*に駆動軸の回転数を乗じたパワーとして、ステップS140の処理ではエンジンを燃料カットした状態で摩擦ブレーキにより制動トルクTpを賄えるように油圧ブレーキ装置を制御し、ステップS160の処理では、エンジンを燃料カットせずに摩擦ブレーキにより制動トルクTpを賄えるように油圧ブレーキ装置を制御すればよい。
【0057】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、GPF23cが「パティキュレートフィルタ」に相当し、油圧ブレーキ装置90が「制動力付与手段」に相当し、エンジンECU24とHVECU70とブレーキECU94とが「制御手段」に相当する。
【0058】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【0059】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【0061】
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23a 排気浄化装置、23b 排気バルブ、23c ガソリンパティキュレートフィルタ(GPF)、23e 上流側圧力センサ,23f 下流側圧力センサ、23g 温度センサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、38c、38d 従動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 油圧ブレーキ装置、92 マスタシリンダ、93 ブレーキアクチュエータ、94 ブレーキ用電子制御ユニット(ブレーキECU)、96a〜96d ブレーキホイールシリンダ、98a〜98d 車輪速センサ、MG1,MG2 モータ。
図1
図2
図3
図4
図5
図6