JP7306318B2

JP7306318B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP7306318B2
Application number: JP2020081007A
Authority: JP
Inventors: 健志網谷; 丈和伊藤
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2020-05-01
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2040-05-01
Also published as: JP2021175620A

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関するものである。

エンジン及びモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載されるハイブリッド車両の制御装置は、排気浄化装置を排気通路に設置したエンジンと、エンジンの出力で発電を行う発電機と、発電機で発電した電力を蓄電する蓄電手段と、その電力により駆動される電動機を備え、エンジンと電動機、又は、電動機の出力により走行するハイブリッド車両の制御装置である。

そして、ハイブリッド車両の制御装置は、排気浄化装置の昇温を要求し、蓄電手段の蓄電状態を検出し、昇温要求時に、排気浄化装置を所定温度まで昇温させるのに必要な目標エンジン出力を設定し、排気浄化装置を昇温している所要時間を演算し、目標エンジン出力により発電できる発電量を演算し、蓄電手段の現在の蓄電状態と発電量に基づいて、過充電状態にならないように、目標エンジン出力を修正するように構成されている。

特開２００７－５５３４８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置では、触媒暖機を開始するときのバッテリの充電率（ＳＯＣ：State of Charge）が高く、且つ、ドライバ要求トルクが低いような場合には、触媒暖機期間が長くなり、燃費が悪化する虞がある。また、この場合には、触媒暖機に必要な排気熱量が不足して、触媒の温度が所望する触媒温度よりも低下し、所望の触媒浄化性能が得られない虞がある。

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、触媒暖機期間を短縮化し、燃費向上を図ることができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、エンジンクラッチを介して接続されたディーゼルエンジン及びモータジェネレータと、前記モータジェネレータにモータクラッチを介して接続されたインプットシャフトが接続されたトランスミッションと、前記モータジェネレータに電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリの充電率を取得する充電率取得装置と、前記ディーゼルエンジンの排気系に設けられて排気ガスを浄化する触媒と、前記触媒の触媒温度を検出する触媒温度検出装置と、前記エンジンクラッチ、前記ディーゼルエンジン、前記モータジェネレータ、前記モータクラッチ、前記トランスミッション、前記充電率取得装置、及び、前記触媒温度検出装置に接続された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ディーゼルエンジンを駆動して前記触媒を活性温度に触媒暖機する場合に、所定時間毎に、前記ディーゼルエンジンを駆動する目標エンジントルクを設定する目標エンジントルク設定部と、前記目標エンジントルクに基づいて前記ディーゼルエンジンから前記排気系に流入する前記排気ガスのエンジン排気温度を取得するエンジン排気温度取得部と、前記ディーゼルエンジンから前記触媒までの前記排気系で前記排気ガスから放熱される放熱量を取得する放熱量取得部と、前記エンジン排気温度取得部を介して取得した前記エンジン排気温度と前記放熱量取得部を介して取得した前記放熱量とに基づいて、前記排気ガスが前記触媒に流入する際の流入排気温度を取得する流入排気温度取得部と、前記触媒温度検出装置によって検出された前記触媒温度が前記流入排気温度よりも高い温度であるか否かを判定する流入排気温度判定部と、前記流入排気温度判定部を介して前記触媒温度検出装置によって検出された前記触媒温度が前記流入排気温度以下の温度であると判定された場合には、前記エンジンクラッチ及び前記モータクラッチを接状態にして、前記ディーゼルエンジンを前記目標エンジントルクで前記所定時間駆動して前記触媒を触媒暖機すると共に、前記モータジェネレータへの給電を停止して該モータジェネレータによって発電した発電電力を前記バッテリに充電するように制御する触媒暖機制御部と、前記流入排気温度判定部を介して前記触媒温度検出装置によって検出された前記触媒温度が前記流入排気温度よりも高い温度であると判定された場合には、前記エンジンクラッチを断状態で、且つ、モータクラッチを接状態にして、前記ディーゼルエンジンが停止している一方で前記モータジェネレータが前記バッテリからの給電により回転駆動されるモータ走行を前記所定時間実行するように制御するモータ走行制御部と、を有し、前記制御装置は、前記モータ走行を前記所定時間実行した後、再度、前記流入排気温度取得部を介して前記流入排気温度を取得して、前記流入排気温度判定部を介して前記触媒温度が前記流入排気温度よりも高い温度であるか否かを判定するように制御する、ハイブリッド車両である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るハイブリッド車両において、前記目標エンジントルクは、ドライバ要求トルクと前記モータジェネレータにより発電して前記バッテリに充電する充電トルクとを含む、ハイブリッド車両である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明に係るハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記触媒温度が前記活性温度に達したか否かを判定する触媒温度判定部を有し、前記触媒温度が前記活性温度に達したと判定された場合には、前記触媒の前記触媒暖機を終了するように制御する、ハイブリッド車両である。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のうちの１の発明に係るハイブリッド車両において、前記触媒は、排気ガス中のＮＯｘを選択的に浄化する選択還元触媒を含む、ハイブリッド車両である。

第１の発明によれば、ディーゼルエンジンを駆動して触媒を触媒暖機する場合に、制御装置は、所定時間毎に、目標エンジントルクを設定し、この目標エンジントルクに基づいて排気ガスのエンジン排気温度を取得する。また、制御装置は、ディーゼルエンジンから触媒までの排気系で排気ガスから放熱される放熱量を取得する。続いて、制御装置は、エンジン排気温度と放熱量とに基づいて、排気ガスが触媒に流入する際の流入排気温度を取得し、触媒の触媒温度が流入排気温度よりも高い温度であるか否かを判定する。

そして、触媒温度が流入排気温度以下の温度であると判定した場合は、制御装置は、ディーゼルエンジンを目標エンジントルクで駆動して触媒を触媒暖機すると共に、モータジェネレータによって発電した発電電力をバッテリに充電する。一方、触媒温度が流入排気温度よりも高い温度であると判定した場合は、制御装置は、ディーゼルエンジンを停止して、モータジェネレータがバッテリからの給電により回転駆動されるモータ走行を所定時間実行する。

これにより、触媒の触媒暖機中に、目標エンジントルクでディーゼルエンジンを駆動した場合に、触媒の触媒温度が触媒に流入する排気ガスの流入排気温度よりも高い温度になる場合には、ディーゼルエンジンを停止して、モータ走行に切り替えることができる。その結果、低負荷時において、触媒が流入する排気ガスによって冷やされるのを抑制することができ、触媒暖機期間を短縮化し、燃費向上を図ることができる。また、触媒の触媒温度が触媒に流入する排気ガスの流入排気温度以下になる場合には、ディーゼルエンジンを目標エンジントルクで駆動して触媒を触媒暖機することができ、触媒暖機期間の更なる短縮化を図り、更なる燃費の向上を図ることができる。

第２の発明によれば、制御装置は、触媒暖機中はディーゼルエンジンを目標エンジントルクで駆動するように制御するため、触媒暖機を行いながら、ドライバの要求トルクに対応することができると共に、モータジェネレータを充電トルクで駆動して発電し、バッテリを充電することができる。

第３の発明によれば、制御装置は、触媒温度が活性温度に達すると触媒暖機を終了するため、触媒暖機終了後にディーゼルエンジンを駆動した場合には、排気ガスを触媒により浄化することができる。

第４の発明によれば、触媒は、排気ガス中のＮＯｘを選択的に浄化する選択還元触媒を含むため、選択還元触媒を活性温度に触媒暖機することができる。従って、触媒暖機終了後にディーゼルエンジンを駆動した場合には、排気ガス中のＮＯｘを選択還元触媒により選択的に浄化することができる。

本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を説明する図である。制御装置がモータ走行（ＥＶ走行）とハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）とを選択する走行モード選択マップの一例を示す図である。制御装置が走行モードを切り替える際に用いるエンジン始動停止線マップの一例を示す図である。制御装置が実行する触媒を活性温度に触媒暖機する触媒暖機制御処理の一例を示す図である。触媒を活性温度に触媒暖機するときの、バッテリの充電率等の変化の一例を示したタイムチャートである。ディーゼルエンジンを駆動した際のエンジン排気温度を取得する際に用いる排気温度マップの一例を示す図である。車速に対する排気系の放熱量を取得する際に用いる放熱量マップの一例を示す図である。放熱量を考慮したモータ走行（ＥＶ走行）とハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）との切り替えを説明する説明図である。触媒暖機中における、低負荷時にモータ走行（ＥＶ走行）をした場合の触媒の温度変化等の一例を示したタイムチャートである。

以下、本発明に係るハイブリッド車両を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るハイブリッド車両１の概略構成について図１に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、ディーゼルエンジン１１と、モータジェネレータ（ＭＧ）２１と、トランスミッション３１と、運転状態に応じて車両を複合的に制御するハイブリッドシステム２０と、制御装置（ＥＣＵ）５０と、を主に備えている。

ディーゼルエンジン１１は、エンジン本体１２に形成された複数（本実施形態では、４個）の気筒１３Ａ～１３Ｄを有しており、燃料噴射弁１４Ａ～１４Ｄが、それぞれの気筒１３Ａ～１３Ｄに設けられている。燃料噴射弁１４Ａ～１４Ｄには、不図示のコモンレールと不図示の燃料配管を介して燃料が供給されており、燃料噴射弁１４Ａ～１４Ｄは、制御装置５０からの制御信号によって駆動され、それぞれの気筒１３Ａ～１３Ｄ内に燃料を噴射する。

ディーゼルエンジン１１のクランクシャフト１５の一端は、エンジンクラッチ１７（例えば、湿式多板クラッチ等である。）を介してモータジェネレータ２１の回転軸２２の一端に接続されている。また、エンジン本体１２には、エンジン回転数検出装置４１が設けられている。エンジン回転数検出装置４１は、例えば、回転センサであり、クランクシャフト１５の回転角（すなわち、クランク角度）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。例えば、エンジン回転数検出装置４１は、クランクシャフト１５が１５度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが制御装置５０に入力される。制御装置５０は、エンジン回転数検出装置４１の出力パルスからクランク角度、及び、エンジン回転数を検出する。

また、エンジン本体１２の排気側には、排気マニホールド１２Ａが接続されている。排気マニホールド１２Ａの下流側には、排気通路１２Ｂ（排気系）の上流側が接続されている。この排気通路１２Ｂの下流側に、排気ガスを浄化する触媒６１が設けられている。触媒６１の上流側近傍位置には、温度検出装置６２が設けられている。温度検出装置６２は、例えば、温度センサであり、触媒６１の触媒温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

触媒６１は、触媒温度が活性温度に達することにより、触媒６１の排気浄化作用が機能するようになる。触媒６１は、例えば、選択還元触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）６１Ａを含み、触媒温度が活性温度、例えば、約２５０℃～３００℃に達することにより、不図示の尿素水添加弁により添加された尿素水（還元剤溶液）を用いて排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する。

モータジェネレータ２１には、発電運転が可能な永久磁石式の交流同期モータが用いられている。このモータジェネレータ２１の回転軸２２の他端は、モータクラッチ１８（例えば、湿式多板クラッチ等である。）を介してトランスミッション３１のインプットシャフト３２に接続されている。このモータジェネレータ２１は、エンジン本体１２を始動するスタータモータ（不図示）の代わりに、クランキングを行う機能も有している。

また、モータジェネレータ２１には、モータジェネレータ回転数検出装置４２が設けられている。モータジェネレータ回転数検出装置４２は、例えば、回転センサであり、回転軸２２の回転角に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。例えば、モータジェネレータ回転数検出装置４２は、回転軸２２が５度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが制御装置５０に入力される。制御装置５０は、モータジェネレータ回転数検出装置４２の出力パルスからモータジェネレータ回転数を検出する。

トランスミッション３１には、ハイブリッド車両１の運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するセミオートマチックトランスミッション（ＡＭＴ）又はオートマチックトランスミッション（ＡＴ）が用いられている。このトランスミッション３１における変速操作は、変速段制御装置であるＴＣＭ５１により制御される。変速操作は、ＴＣＭ５１が検出したインプットシャフト３２の回転数（車速に相当する）が予め設定された変速回転数Ｃになったときに自動的に開始される。尚、ＴＣＭ５１は、不図示のセンサを用いてトランスミッション３１の変速に関する回転数として、インプットシャフト３２の回転数Ｒを取得している。

この変速操作の際には、１回の変速毎にモータクラッチ１８が断接されて、ディーゼルエンジン１１及びモータジェネレータ２１とトランスミッション３１とが切り離され、又は結合される。また、トランスミッション３１で変速された回転動力は、アウトプットシャフト３３に接続されたプロペラシャフト３４を介してデファレンシャル３５に伝達され、後輪である一対の駆動輪３６にそれぞれ駆動力として分配される。

また、プロペラシャフト３４には、車速センサ５３が設けられている。車速センサ５３は、例えば、回転センサであり、プロペラシャフト３４の回転角に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。例えば、車速センサ５３は、プロペラシャフト３４が５度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが制御装置５０に入力される。制御装置５０は、車速センサ５３の出力パルスから車速を検出する。

ハイブリッドシステム２０は、モータジェネレータ２１と、このモータジェネレータ２１に電気的に接続されたインバータ２３と、高電圧バッテリ２４（バッテリ）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、低電圧バッテリ２６とを有している。高電圧バッテリ２４としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等が好ましく例示される。また、低電圧バッテリ２６には、鉛バッテリが用いられる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、高電圧バッテリ２４と低電圧バッテリ２６との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリ２６は、各種の車両電装品２７に電力を供給する。このハイブリッドシステム２０における種々のパラメータ、例えば、高電圧バッテリ２４の電流値、電圧値や充電率（ＳＯＣ）等は、バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）２８により検出され、制御装置５０に出力される。充電率（ＳＯＣ）は、蓄電残量を示し、例えば、満充電状態の充電量に対する現在の充電量の割合を０～１００［％］で表したものである。

これらのディーゼルエンジン１１及びハイブリッドシステム２０は、制御装置５０により制御される。具体的には、ハイブリッド車両１の発進時や加速時には、ハイブリッドシステム２０は、高電圧バッテリ２４から電力を供給されたモータジェネレータ２１により駆動力の少なくとも一部をアシストする。一方で、慣性走行時や制動・減速時においては、ハイブリッドシステム２０は、モータジェネレータ２１による回生発電を行い、プロペラシャフト３４等に発生する余剰の運動エネルギを電力に変換して高電圧バッテリ２４に充電する。

また、ハイブリッド車両１は、エンジンクラッチ１７を駆動力が伝達されない断状態に設定し、且つ、モータクラッチ１８を係合した接状態に設定することで、モータジェネレータ２１のみを駆動源とするモータ走行（ＥＶ走行）が可能となる。通常、モータ走行時には、ディーゼルエンジン１１は停止される。

制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０は、ＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、不図示のバックアップＲＡＭ等を備えた公知のものである。ＣＰＵは、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭに記憶された各種プログラムや各種パラメータに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、ＥＥＰＲＯＭ、及び、バックアップＲＡＭは、例えば、ディーゼルエンジン１１やモータジェネレータ２１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。

制御装置５０は、信号線を介してディーゼルエンジン１１、エンジンクラッチ１７、モータジェネレータ２１、モータクラッチ１８、ＴＣＭ５１やバッテリマネージメントシステム２８等の各部と電気的に接続されている。また、制御装置５０には、アクセルペダル４５に設けられて、このアクセルペダル４５の踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルペダル踏込量検出装置４６の検出信号が入力される。アクセルペダル踏込量検出装置４６は、例えば、アクセルペダル踏込角度センサである。制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出装置４６からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダル４５の踏込量（アクセル開度）を検出することが可能である。

図２は、制御装置５０でのモータジェネレータ２１のみを駆動源とするモータ走行モード（ＥＶ走行モード）と、モータジェネレータ２１とディーゼルエンジン１１とを駆動源とするハイブリッド走行モード（ＨＥＶ走行モード）との選択を行う際に用いられる走行モード選択マップの一例を示す図である。図２に示すように、制御装置５０は、アクセルペダル踏込量検出装置４６から入力されるアクセル開度と、車速センサ５３から入力される車速とに基づいて、走行モードを決定する。

具体的には、アクセル開度と車速とが、モータジェネレータ２１とディーゼルエンジン１１とを駆動源とするハイブリッド走行を行うハイブリッド走行領域（ＨＥＶ走行領域）６５に属する場合には、制御装置５０は、走行モードをハイブリッド走行モード（ＨＥＶ走行モード）に決定する。また、アクセル開度と車速とが、モータジェネレータ２１のみを駆動源とするモータ走行を行うモータ走行領域（ＥＶ走行領域）６６に属する場合には、制御装置５０は、走行モードをモータ走行モード（ＥＶ走行モード）に決定する。そして、制御装置５０は、決定した走行モードに応じて、ディーゼルエンジン１１、エンジンクラッチ１７、モータジェネレータ２１、モータクラッチ１８等を制御する。

尚、モータ走行モード（ＥＶ走行モード）とハイブリッド走行モード（ＨＥＶ走行モード）との切り替えには、制御装置５０は、図３に示す車速毎に設定されたアクセル開度により設定されているエンジン始動停止線マップを用いる。このエンジン始動、停止線は、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）に応じて変更する。即ち、エンジン始動線及びエンジン停止線は、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が低くなるに従って、アクセル開度が小さくなる方向に低下する。

次に、上記のように構成されたハイブリッド車両１において、モータ走行（ＥＶ走行）からハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）に移行する際に、制御装置５０により実行される「触媒暖機制御処理」の一例について図４乃至図９に基づいて説明する。尚、制御装置５０は、触媒暖機条件が成立した場合に、図４に示す触媒暖機制御処理の処理手順を実行する。また、モータ走行（ＥＶ走行）は、ディーゼルエンジン１１が停止している一方でモータジェネレータ２１が高電圧バッテリ２４からの給電により回転駆動され、且つ、エンジンクラッチ１７が断状態で、モータクラッチ１８が接状態である。

ここで、触媒暖機条件は、温度検出装置６２によって検出された触媒温度が、予めＲＯＭに記憶する触媒６１の活性温度（例えば、約２５０℃～３００℃）よりも低い温度であるか否かに基づいて、活性温度よりも低い温度の場合に、触媒暖機条件が成立したと判定する。触媒６１は、触媒温度が予めＲＯＭに記憶する活性温度以上の場合に、所望の排気ガス浄化能力を発揮できる。

図４に示すように、触媒暖機条件が成立した場合には、先ず、ステップＳ１１において、制御装置５０は、触媒６１の触媒温度を活性温度まで昇温させるために必要な要求触媒昇温エネルギを算出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１２に進む。具体的には、制御装置５０は、温度検出装置６２によって現在の触媒温度を検出する。そして、制御装置５０は、予めＲＯＭに記憶する活性温度から現在の触媒温度を減算した値に、触媒６１の熱容量を掛け算して要求触媒昇温エネルギを算出してＲＡＭに記憶する。

ステップＳ１２において、制御装置５０は、上記ステップＳ１１で算出した要求触媒昇温エネルギをＲＡＭから読み出す。そして、制御装置５０は、この要求触媒昇温エネルギを得るために、エンジンクラッチ１７を接状態にしてディーゼルエンジン１１を駆動した場合に、モータジェネレータ２１によって発電される要求発電量を算出して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、制御装置５０は、バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）２８を介して高電圧バッテリ２４の現在の充電率（ＳＯＣ）を検出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、制御装置５０は、上記ステップＳ１２で算出した要求発電量をＲＡＭから読み出し、この要求発電量を高電圧バッテリ２４に充電した際に増加する充電率ΔＳＯＣを算出する。続いて、制御装置５０は、この増加する充電率ΔＳＯＣを現在の高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）に加算した合計充電率が常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）よりも低いか否かを判定する。尚、常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）は、高電圧バッテリ２４に充電した場合に、過充電にならない上限の充電率（ＳＯＣ）で、予めＲＯＭに記憶されている。高電圧バッテリ２４が、例えば、リチウムイオン電池の場合には、常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）は、約８０％～９０％である。

そして、要求発電量を高電圧バッテリ２４に充電した際に増加する充電率ΔＳＯＣを現在の高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）に加算した合計充電率が常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）以上である、つまり、過充電になると判定した場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、制御装置５０は、アクセル開度と車速からドライバの要求するドライバ要求トルクを不図示のマップから取得する。そして、制御装置５０は、高電圧バッテリ２４から給電してモータジェネレータ２１をドライバ要求トルクで回転駆動するモータ走行を所定時間（例えば、約１秒間～１０秒間）継続した後（アクティブＥＶ走行モード）、再度ステップＳ１３以降の処理を実行する。従って、図２に示すように、制御装置５０は、所定時間（例えば、約１秒間～１０秒間）の間、モータ走行を行うモータ走行領域（ＥＶ走行領域）６６を太実線で示す通常領域から太一点鎖線で示す拡大領域まで拡大して、モータ走行を実行する（アクティブＥＶ走行モード）。

一方、要求発電量を高電圧バッテリ２４に充電した際に増加する充電率ΔＳＯＣを現在の高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）に加算した合計充電率が常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）よりも低い、つまり、過充電にならないと判定した場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、制御装置５０は、アクセル開度と車速からドライバの要求するドライバ要求トルクを不図示のマップから取得する。そして、制御装置５０は、ドライバ要求トルクにモータジェネレータ２１を回転駆動して発電するための充電トルクを加算して目標エンジントルクとして、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１７に進む。尚、充電トルクはドライバ要求トルクに応じた値とする。

ステップＳ１７において、制御装置５０は、目標エンジントルクをＲＡＭから読み出し、エンジンクラッチ１７及びモータクラッチ１８を接状態にして、ディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで所定時間（例えば、約１秒～１０秒間）駆動して触媒暖機を実行すると共に、モータジェネレータ２１への給電を停止する。そして、制御装置５０は、モータジェネレータ２１によって発電した発電電力を高電圧バッテリ２４に充電した後、ステップＳ１８に進む。

ここで、図４に示す触媒暖機制御処理のステップＳ１１～ステップＳ１７を制御装置５０が実行した際の、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が低い場合と、充電率（ＳＯＣ）が高い場合における、高電圧バッテリ２４の充電率等の変化の一例について図５に基づいて説明する。尚、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が低い場合とは、要求発電量を高電圧バッテリ２４に充電した際に増加する充電率ΔＳＯＣを触媒暖機の開始時の高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）に加算した合計充電率が常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）よりも低くなる場合をいい、一点鎖線で示す。

また、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合とは、要求発電量を高電圧バッテリ２４に充電した際に増加する充電率ΔＳＯＣを触媒暖機の開始時の高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）に加算した合計充電率が常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）以上になる場合をいい、太実線で示す。また、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合に、図４に示すステップＳ１２の処理を実行した後、ステップＳ１３～ステップＳ１５の処理を実行しないで、ステップＳ１６以降の処理を実行した場合の一例を、太破線で示す。

具体的には、図５の一点鎖線で示すように、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が低い場合には、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、触媒暖機制御処理を開始した後、モータジェネレータ２１の発電によって、時間の経過に伴って増加する。また、エンジントルクは、触媒暖機制御処理を開始した後、ドライバ要求トルクに充電トルクを加算した目標エンジントルクに設定される。そして、制御装置５０は、エンジンクラッチ１７及びモータクラッチ１８を接続して、ディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動し、モータジェネレータ２１を回転駆動して発電する。また、触媒６１の触媒温度は、ディーゼルエンジン１１が目標エンジントルクで駆動されるのに伴って、排気ガスによって昇温される。

また、図５の太実線で示すように、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合には、触媒暖機制御処理を開始した後、時刻Ｔ１に達するまで、つまり、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が、前記ステップＳ１２で算出した要求発電量に相当する充電率ΔＳＯＣを加算しても常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）よりも低くなるまで、制御装置５０は、モータ走行を実行する（アクティブＥＶ走行モード）。従って、エンジントルクは、触媒暖機制御処理を開始した後、時刻Ｔ１に達するまで、ゼロに設定される、即ち、ディーゼルエンジン１１は停止される。また、触媒６１の触媒温度は、触媒暖機制御処理を開始した後、時刻Ｔ１に達するまで、ディーゼルエンジン１１が停止されるため、ほぼ一定で昇温されない。

そして、図５の太実線で示すように、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合には、時刻Ｔ１以降において、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、モータジェネレータ２１の発電によって、時間の経過に伴って増加する。また、エンジントルクは、ドライバ要求トルクに充電トルクを加算した目標エンジントルクに設定される。そして、制御装置５０は、エンジンクラッチ１７及びモータクラッチ１８を接続して、ディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動し、モータジェネレータ２１を回転駆動して発電する。また、触媒６１の触媒温度は、時刻Ｔ１以降において、ディーゼルエンジン１１が目標エンジントルクで駆動されるのに伴って、排気ガスによって昇温される。

一方、図５の太破線で示すように、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合に、図４に示すステップＳ１２の処理を実行した後、ステップＳ１３～ステップＳ１５の処理を実行しないで、ステップＳ１６以降の処理を実行した場合には、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、触媒暖機制御処理を開始した後、時刻Ｔ１１において、常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）に達する。

その結果、エンジントルクは、時刻Ｔ１１以降は、目標エンジントルクから充電トルクを減算したドライバ要求トルクに設定され、高電圧バッテリ２４の発電が停止される。そのため、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）に維持される。また、排気マニホールド１２Ａに流入するエンジン排気ガスのエンジン排気温度が、充電トルクに相当する分だけ下がるため、触媒６１の触媒温度の昇温速度が抑えられている。

次に、図４に示すように、ステップＳ１８において、制御装置５０は、温度検出装置６２によって触媒６１の現在の触媒温度を検出してＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、アクセル開度と車速からドライバの要求するドライバ要求トルクを不図示のマップから取得する。そして、制御装置５０は、ドライバ要求トルクにモータジェネレータ２１を回転駆動して発電するための充電トルクを加算して目標エンジントルクとして、ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、車速センサ５３が出力するパルス信号から車速を検出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、制御装置５０は、前記ステップＳ１８でＲＡＭに記憶した目標エンジントルクと車速とをＲＡＭから読み出す。そして、制御装置５０は、図６に示す排気温度マップＭ１の目標エンジントルクと車速に対応する等排気温度線から、排気マニホールド１２Ａに流入するエンジン排気ガスのエンジン排気温度を取得して、ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、前記ステップＳ１８でＲＡＭに記憶した車速をＲＡＭから読み出し、図７に示す放熱量マップＭ２から車速に対応する排気通路１２Ｂ（排気系）の放熱量を取得してＲＡＭに記憶する。

そして、制御装置５０は、前記ステップＳ１８でＲＡＭに記憶した触媒６１の現在の触媒温度を読み出す。続いて、制御装置５０は、エンジン排気温度から放熱量を減算した排気温度を、排気ガスが触媒６１に流入する際の流入排気温度とし、触媒６１の現在の触媒温度が、この流入排気温度よりも高い温度であるか否かを判定する。つまり、触媒６１の触媒温度が、触媒６１に流入する排気ガスによって低下するか否かを判定する。そして、触媒６１の現在の触媒温度が、この流入排気温度よりも高い温度である、つまり、低負荷時において、触媒６１の触媒温度が、触媒６１に流入する排気ガスによって低下すると判定した場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、制御装置５０は、エンジンクラッチ１７を断状態にすると共に、燃料噴射弁１４Ａ～１４Ｄによる燃料噴射を停止してディーゼルエンジン１１を停止させ、触媒６１の触媒暖機を停止する。続いて、制御装置５０は、アクセル開度と車速からドライバの要求するドライバ要求トルクを不図示のマップから取得する。そして、制御装置５０は、モータクラッチ１８を接状態にして、高電圧バッテリ２４から給電してモータジェネレータ２１をドライバ要求トルクで回転駆動するモータ走行を所定時間（例えば、約１秒間～１０秒間）継続した後（ＥＶ走行モード）、再度ステップＳ１８以降の処理を実行する。

従って、図８に示すように、低負荷時において、触媒６１の現在の触媒温度が、触媒６１に流入する排気ガスの流入排気温度よりも高い温度である場合には、モータ走行を行うＥＶ走行領域が太実線で示す通常領域から太一点鎖線で示す拡大領域まで見かけ上、拡大される。

一方、触媒６１の現在の触媒温度が、流入排気温度以下の温度である、つまり、触媒６１の触媒温度が、触媒６１に流入する排気ガスによって昇温されると判定した場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、制御装置５０は、前記ステップＳ１６～ステップＳ１７の処理を実行して、触媒６１の触媒暖機を所定時間（例えば、約１秒間～１０秒間）実行した後、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、制御装置５０は、温度検出装置６２によって触媒６１の現在の触媒温度を検出する。そして、制御装置５０は、触媒６１の活性温度（例えば、約２５０℃～３００℃）をＲＯＭから読み出し、触媒温度が活性温度以上であるか否か、つまり、触媒温度が活性温度に達したか否かを判定する。そして、触媒温度が活性温度よりも低い温度であると判定した場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、制御装置５０は、再度、ステップＳ１８以降の処理を実行する。

例えば、図９の上側タイムチャートにおける太実線で示すように、制御装置５０は、各時刻Ｔ１１～Ｔ１２、Ｔ１３～Ｔ１４等において、触媒６１の現在の触媒温度が、流入排気温度よりも高い温度であると判定した場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、モータ走行（ＥＶ走行）を実施する（Ｓ２０）。一方、制御装置５０は、各時刻Ｔ１２～Ｔ１３、Ｔ１４～Ｔ１５等において、触媒６１の現在の触媒温度が、流入排気温度以下の温度であると判定した場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、触媒６１の触媒暖機を実行する（Ｓ２１～Ｓ２２：ＮＯ）。これにより、図９の下側タイムチャートにおける太実線で示すように、低負荷時における触媒６１の触媒温度の低下を防ぐことができる。

従って、触媒６１の触媒暖機中に、目標エンジントルクでディーゼルエンジン１１を駆動した場合に、触媒６１の触媒温度が触媒６１に流入する排気ガスの流入排気温度よりも高い温度になる場合には、制御装置５０は、ディーゼルエンジン１１を停止して、モータ走行（ＥＶ走行）に切り替えることができる。その結果、触媒６１が流入する排気ガスによって冷やされるのを抑制することができ、触媒暖機期間を短縮化し、燃費向上を図ることができる。また、触媒６１の触媒温度が触媒６１に流入する排気ガスの流入排気温度以下になる場合には、ディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動して触媒６１を触媒暖機により昇温することができ、触媒暖機期間の更なる短縮化を図り、更なる燃費の向上を図ることができる。

更に、制御装置５０は、触媒６１の触媒暖機中はディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動するように制御するため、触媒６１の触媒暖機を行いながら、ドライバの要求トルクに対応することができると共に、モータジェネレータ２１を充電トルクで駆動して発電し、高電圧バッテリ２４を充電することができる。

一方、図９の上側タイムチャートにおける破線で示すように、各時刻Ｔ１１～Ｔ１２、Ｔ１３～Ｔ１４等において、触媒６１の触媒暖機を継続した場合、つまり、モータ走行（ＥＶ走行）を実施しない場合には、図９の下側タイムチャートにおける破線で示すように、低負荷時において、触媒６１の触媒温度が低下している。従って、触媒６１の触媒温度が活性温度に達するまでの触媒暖機の期間が延び、燃費が悪くなると考えられる。

他方、図４に示すように、前記ステップＳ２２で触媒温度が活性温度以上であると判定した場合、つまり、触媒温度が活性温度に達したと判定した場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。つまり、制御装置５０は、触媒６１の触媒暖機を終了する。

従って、触媒６１は、触媒温度が活性温度に達することにより、触媒６１の排気浄化作用が機能するようになる。触媒６１は、例えば、選択還元触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）６１Ａを含み、触媒温度が活性温度、例えば、約２５０℃～３００℃に達することにより、不図示の尿素水添加弁により添加された尿素水（還元剤溶液）を用いて排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化することができる。

ここで、図４に示す触媒暖機制御処理のステップＳ１８～ステップＳ２２を制御装置５０が実行した際の、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が低い場合と、充電率（ＳＯＣ）が高い場合における、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）等の変化の一例について図５に基づいて説明する。

図５の一点鎖線で示すように、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が低い場合には、時刻Ｔ２において、触媒６１の触媒温度が活性温度に達して、触媒暖機が終了している。また、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、時刻Ｔ１以降も、触媒６１の触媒温度が活性温度に達する時刻Ｔ２まで、モータジェネレータ２１の発電によって、時間の経過に伴って増加する。但し、時刻Ｔ２における高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）以下である。

また、エンジントルクは、時刻Ｔ１以降も、時刻Ｔ２まで、ドライバ要求トルクに充電トルクを加算した目標エンジントルクに設定される。そして、制御装置５０は、エンジンクラッチ１７及びモータクラッチ１８を接続して、ディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動し、モータジェネレータ２１を回転駆動して発電する。一方、触媒６１の触媒暖機が終了した時刻Ｔ２以降は、エンジントルクはドライバ要求トルクに設定される。これにより、制御装置５０は、触媒暖機中はディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動するように制御するため、触媒暖機を行いながら、ドライバの要求トルクに対応することができると共に、モータジェネレータ２１を充電トルクで駆動して発電し、高電圧バッテリ２４を充電することができる。

また、図５の太実線で示すように、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合には、時刻Ｔ３において、触媒６１の触媒温度が活性温度に達して、触媒暖機が終了している。従って、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合においても、触媒暖機期間を短縮化し、燃費向上を図ることができる。

また、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、時刻Ｔ１以降も、触媒６１の触媒温度が活性温度に達する時刻Ｔ３まで、モータジェネレータ２１の発電によって、時間の経過に伴って増加する。但し、時刻Ｔ３における高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）は、常用上限充電率（常用上限ＳＯＣ）以下である。従って、触媒６１の触媒暖機をする場合に、モータジェネレータ２１の発電電力を高電圧バッテリ２４に充電しても、高電圧バッテリ２４の過充電を確実に回避することができる。

また、エンジントルクは、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３まで、ドライバ要求トルクに充電トルクを加算した目標エンジントルクに設定される。そして、制御装置５０は、エンジンクラッチ１７及びモータクラッチ１８を接続して、ディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動し、モータジェネレータ２１を回転駆動して発電する。一方、触媒６１の触媒暖機が終了した時刻Ｔ３以降は、エンジントルクはドライバ要求トルクに設定される。

これにより、制御装置５０は、触媒暖機中はディーゼルエンジン１１を目標エンジントルクで駆動するように制御するため、触媒暖機を行いながら、ドライバの要求トルクに対応することができると共に、モータジェネレータ２１を充電トルクで駆動して発電し、高電圧バッテリ２４を充電することができる。

一方、図５の太破線で示すように、触媒６１の触媒暖機の開始時に、高電圧バッテリ２４の充電率（ＳＯＣ）が高い場合に、図４に示すステップＳ１２の処理を実行した後、ステップＳ１３～ステップＳ１５の処理を実行しないで、ステップＳ１６以降の処理を実行した場合には、時刻Ｔ３においても、触媒６１の触媒温度が活性温度に達していない。従って、触媒６１の触媒温度が活性温度に達するまでの触媒暖機の期間が延び、燃費が悪くなると考えられる。

ここで、高電圧バッテリ２４は、バッテリの一例として機能する。バッテリマネージメントシステム２８は、充電率取得装置の一例として機能する。排気マニホールド１２Ａと排気通路１２Ｂは、排気系の一例を構成する。温度検出装置６２は、触媒温度検出装置の一例として機能する。制御装置５０は、目標エンジントルク設定部、エンジン排気温度取得部、放熱量取得部、流入排気温度取得部、流入排気温度判定部、触媒暖機制御部、モータ走行制御部、触媒温度判定部の一例として機能する。
ることができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。尚、以下の説明において上記図１～図９の前記実施形態に係るハイブリッド車両１等と同一符号は、前記実施形態に係るハイブリッド車両１等と同一あるいは相当部分を示すものである。

（Ａ）例えば、モータジェネレータ２１の回転軸２２の他端を、トランスミッション３１のインプットシャフト３２に接続して、モータクラッチ１８をトランスミッション３１内のインプットシャフト３２に設けるようにしてもよい。そして、モータクラッチ１８は、係合することによって回転軸２２及びインプットシャフト３２のトルクを伝達し、断状態に設定することによってトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することができるようにしてもよい。

（Ｂ）前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。

１ハイブリッド車両
１１ディーゼルエンジン
１２Ａ排気マニホールド
１２Ｂ排気通路
１７エンジンクラッチ
１８モータクラッチ
２１モータジェネレータ
２４高電圧バッテリ
２８バッテリマネージメントシステム
３１トランスミッション
３２インプットシャフト
３４プロペラシャフト
４１エンジン回転数検出装置
４２モータジェネレータ回転数検出装置
５０制御装置
５３車速センサ
６１触媒
６１Ａ選択還元触媒
６２温度検出装置
６５ハイブリッド走行領域
６６モータ走行領域

Claims

エンジンクラッチを介して接続されたディーゼルエンジン及びモータジェネレータと、
前記モータジェネレータにモータクラッチを介して接続されたインプットシャフトが接続されたトランスミッションと、
前記モータジェネレータに電気的に接続されたバッテリと、
前記バッテリの充電率を取得する充電率取得装置と、
前記ディーゼルエンジンの排気系に設けられて排気ガスを浄化する触媒と、
前記触媒の触媒温度を検出する触媒温度検出装置と、
前記エンジンクラッチ、前記ディーゼルエンジン、前記モータジェネレータ、前記モータクラッチ、前記トランスミッション、前記充電率取得装置、及び、前記触媒温度検出装置に接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ディーゼルエンジンを駆動して前記触媒を活性温度に触媒暖機する場合に、所定時間毎に、前記ディーゼルエンジンを駆動する目標エンジントルクを設定する目標エンジントルク設定部と、
前記目標エンジントルクに基づいて前記ディーゼルエンジンから前記排気系に流入する前記排気ガスのエンジン排気温度を取得するエンジン排気温度取得部と、
前記ディーゼルエンジンから前記触媒までの前記排気系で前記排気ガスから放熱される放熱量を取得する放熱量取得部と、
前記エンジン排気温度取得部を介して取得した前記エンジン排気温度と前記放熱量取得部を介して取得した前記放熱量とに基づいて、前記排気ガスが前記触媒に流入する際の流入排気温度を取得する流入排気温度取得部と、
前記触媒温度検出装置によって検出された前記触媒温度が前記流入排気温度よりも高い温度であるか否かを判定する流入排気温度判定部と、
前記流入排気温度判定部を介して前記触媒温度検出装置によって検出された前記触媒温度が前記流入排気温度以下の温度であると判定された場合には、前記エンジンクラッチ及び前記モータクラッチを接状態にして、前記ディーゼルエンジンを前記目標エンジントルクで前記所定時間駆動して前記触媒を触媒暖機すると共に、前記モータジェネレータへの給電を停止して該モータジェネレータによって発電した発電電力を前記バッテリに充電するように制御する触媒暖機制御部と、
前記流入排気温度判定部を介して前記触媒温度検出装置によって検出された前記触媒温度が前記流入排気温度よりも高い温度であると判定された場合には、前記エンジンクラッチを断状態で、且つ、モータクラッチを接状態にして、前記ディーゼルエンジンが停止している一方で前記モータジェネレータが前記バッテリからの給電により回転駆動されるモータ走行を前記所定時間実行するように制御するモータ走行制御部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記モータ走行を前記所定時間実行した後、再度、前記流入排気温度取得部を介して前記流入排気温度を取得して、前記流入排気温度判定部を介して前記触媒温度が前記流入排気温度よりも高い温度であるか否かを判定するように制御する、
ハイブリッド車両。
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記目標エンジントルクは、ドライバ要求トルクと前記モータジェネレータにより発電して前記バッテリに充電する充電トルクとを含む、
ハイブリッド車両。
請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記制御装置は、
前記触媒温度が前記活性温度に達したか否かを判定する触媒温度判定部を有し、
前記触媒温度が前記活性温度に達したと判定された場合には、前記触媒の前記触媒暖機を終了するように制御する、
ハイブリッド車両。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両において、
前記触媒は、排気ガス中のＮＯｘを選択的に浄化する選択還元触媒を含む、
ハイブリッド車両。