JP4548143B2 - ハイブリッド車両の排気浄化装置 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両の排気浄化装置に関し、更に詳しくは、簡易な構成にて効率良く吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うことができるハイブリッド車両の排気浄化装置に関する。

従来、酸化雰囲気の時にＮＯｘを吸蔵し還元雰囲気の時にＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、適宜、ＮＯｘ触媒と略称する）をエンジンの排気通路に有し、排気中のＮＯｘをこのＮＯｘ触媒に貯蔵する技術が種々提案されている。

ところで、エンジンが希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘが飽和する前に、当該ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元する必要がある。このため、ＮＯｘ触媒よりも上流の排気中に還元剤を添加して当該ＮＯｘ触媒内の還元剤濃度を高めることにより、当該ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元する技術が公知である。

このような公知技術として、たとえば、ＮＯｘ触媒をバイパスする通路を設け、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する場合には、当該バイパス通路に排気を流通させてＮＯｘ触媒に流入する排気の量を制限しつつＮＯｘ触媒に還元剤を添加することにより、還元剤の添加量を低減させるものがある（たとえば、特許文献１参照）。

また、近年、地球環境の保全や省資源の観点から、エンジンとモータの少なくとも一方による走行が可能なハイブリッド車両の開発が行われており、ハイブリッド車両の排気浄化装置についても種々提供されている。

たとえば、ディーゼルハイブリッド車両の排気浄化装置において、ディーゼルエンジンとは別体に設けられた燃焼式ヒータが出す燃焼ガスを、ディーゼルエンジンが停止状態でかつモータが駆動状態にある時に触媒に供給することで、副噴射を不要とするとともに、当該副噴射を不要としても排気浄化とＳ被毒回復を良好に行う技術が公知である（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００１−１４０６３５号公報 特許第３４５４１７４号公報

しかしながら、上記特許文献１に係る従来技術にあっては、ＮＯｘ触媒をバイパスする通路、当該バイパス通路とＮＯｘ触媒との流れを切り替えるバイパス弁、排気をバイパス通路に流す時に排気の浄化を別途行う触媒が必要となり、装置が複雑になるとともに、コスト高となるという課題があった。

また、上記特許文献１に係る従来技術を、エンジンのみを走行駆動源とする通常の車両に適用する場合について考える。走行駆動源がエンジンのみの場合は、走行中はエンジンに正トルクを発生させる必要があるので、多くの吸入空気量が必要である。したがって、走行中にＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行う場合、当該ＮＯｘ触媒に流入する排気をリッチ空燃比にして還元成分を増大するためには、この吸入空気量に見合った還元剤が必要となり、燃費が悪化してしまう。

特に、圧縮着火式の内燃機関であるディーゼルエンジンの場合は、その構造上および作動上の理由から空気過剰な状態で燃焼するので、排気空燃比は大幅にリーンとなる。したがって、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うためには、気筒への燃料噴射量を大幅に増量する必要があり、燃費が悪化するとともにスモークも発生し易くなる虞がある。

また、上記特許文献２に係る従来技術にあっては、エンジンとは別体に燃焼式ヒータを設けるとともに、燃焼式ヒータが出す燃焼ガスをエンジンの気筒内に導く燃焼ガス排出通路等を設ける必要があるため、簡易な構成のハイブリッド車両の排気浄化装置の提供が要請されていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成にて効率良く吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うことができるハイブリッド車両の排気浄化装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係るハイブリッド車両の排気浄化装置は、酸化雰囲気の時にＮＯｘを吸蔵し還元雰囲気の時にＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を排気通路に有し、エンジンとモータの少なくとも一方によって駆動可能であり、エンジン回転数が０の状態でモータによる走行を行うハイブリッド車両の排気浄化装置において、前記モータによる走行中に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘを放出還元する際には、前記エンジンを連れ回し状態とする一方、前記エンジンに設けられた筒内燃料噴射弁から当該エンジンの筒内に燃料を噴射してリッチ混合気を生成し、圧縮行程にてクラッキングした当該リッチ混合気を前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に供給することを特徴とするものである。

したがって、この発明によれば、エンジンを連れ回している時に筒内に噴射された燃料は、圧縮行程にてクラッキングされ、活性化されたリッチ混合気として筒内から排出される。また、エンジン連れ回し時のエンジン回転数を低回転に制御することで、当該リッチ混合気を低い空間速度（ＳＶ）で吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流通させることができる。この結果、ＮＯｘ還元効率を向上させることができる。

また、この発明の請求項２に係るハイブリッド車両の排気浄化装置は、請求項１に記載の発明において、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の上流に位置する排気通路に還元剤を添加する還元剤添加弁を更に備え、前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射により所定のリッチ混合気を生成できない場合は、前記還元剤添加弁により前記還元剤を添加することを特徴とするものである。

したがって、この発明によれば、筒内燃料噴射弁による燃料噴射のみでは所定のリッチ混合気を生成できない場合に、還元剤添加弁によって排気通路に還元剤を添加することにより、混合気の空燃比を確実にリッチ側に制御することができる。

また、この発明の請求項３に係るハイブリッド車両の排気浄化装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘを放出還元する際には、吸気通路に設けられ吸気流量を調整するスロットル弁を閉じ側に制御し、または前記排気通路に設けられ排気流量を調整する排気絞り弁を閉じ側に制御することを特徴とするものである。

したがって、この発明によれば、スロットル弁または排気絞り弁を閉じ側に制御することで、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を流れる排気ガス量を減少させることができるので、還元剤量に対する酸素量を相対的に減少させることができ、当該触媒内の還元剤濃度を高めることができる。また、当該触媒を通過するのに時間がかかるので、当該触媒内で還元剤が反応する機会を増やすことができ、ＮＯｘの還元効率を向上させることができる。また、エンジンの回転数が連れ回し時に変動しても、スロットル弁または排気絞り弁を制御することで、上記触媒に流通する排気を低い空間速度（ＳＶ）に維持することができるため、制御の自由度を高めることができる。

また、この発明の請求項４に係るハイブリッド車両の排気浄化装置は、請求項３に記載の発明において、前記モータに電力を供給するバッテリの充電状態量が所定値よりも低下した場合には、前記スロットル弁または前記排気絞り弁を低開度に設定し、前記エンジンを自力運転するとともに、前記還元剤添加弁により前記還元剤を添加することを特徴とするものである。

したがって、この発明によれば、スロットル弁または排気絞り弁を低開度に設定し、吸入空気量または排気流量を絞った状態でエンジンをほぼアイドル状態で運転し、排気通路に燃料添加弁にて所定量の燃料を添加する。すると、所望のリッチ混合気が生成され、これをＮＯｘ触媒に流通させて、低い空間速度（ＳＶ）でＮＯｘ還元を行う。これにより、バッテリ充電状態量が所定値よりも低下した場合であっても、バッテリの電力消費を抑制しつつ、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うことができる。

この発明に係るハイブリッド車両の排気浄化装置（請求項１）によれば、クラッキングされ活性化されたリッチ混合気を低い空間速度（ＳＶ）で吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流通させることができるので、簡易な構成にてＮＯｘ還元効率を向上させることができる。

また、この発明に係るハイブリッド車両の排気浄化装置（請求項２）によれば、還元剤添加弁によって排気通路に還元剤を添加することにより、混合気の空燃比を確実にリッチ側に制御することができる。

また、この発明に係るハイブリッド車両の排気浄化装置（請求項３）によれば、スロットル弁または排気絞り弁を閉じ側に制御することで、燃費悪化の少ないリッチスパイク制御を行うことができる。

また、この発明に係るハイブリッド車両の排気浄化装置（請求項４）によれば、バッテリ充電状態量が所定値よりも低下した場合であっても、バッテリの電力消費を抑制しつつ、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うことができる。

以下に、この発明に係るハイブリッド車両の排気浄化装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この発明をディーゼルハイブリッド車両に適用した例について説明するが、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図２は、ディーゼルエンジンの概略構成を示す模式図、図３は、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。なお、図３中には、動力の流れを実線の矢印で示し、電力の流れを破線の矢印で示してある。また、図４は、動力分割機構を示す断面図、図５は、動力分割機構の遊星歯車を示す断面図である。

先ず、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成について図３〜図５に基づいて説明する。図３に示すように、ディーゼルハイブリッド車両（ハイブリッド車両）１０には、走行駆動源としてのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）１１とモータ１７ａとが設けられている。

このエンジン１１で発生する駆動力は、動力分割機構１５により二分され、その出力軸の一方はモータ１７ａと駆動輪１３に接続され、他方は発電機１７ｂに接続されている。エンジン１１とモータ１７ａの駆動力は、自動変速可能な変速機１２とドライブシャフト１４を介して駆動輪１３に伝達される。この変速機１２は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチュエータで電気的に自動制御するものである。

また、駆動系歯車装置（ギヤトレーン）を一体化したモータ１７ａおよび発電機１７ｂは、インバータ１９を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ２０と接続されている。すなわち、モータ１７ａは、バッテリ２０からの電力供給を受けてドライブシャフト１４を駆動するための動力を発生する。また、モータ１７ａは単独でもディーゼルハイブリッド車両１０の走行駆動源となるが、変速時や加速時にエンジン１１のトルクが不足する場合には、これをアシストすることができる。

発電機１７ｂは、エンジン１１あるいはドライブシャフト１４から伝達される駆動力を電力に変換しバッテリ２０を充電する。また、発電機１７ｂは、エンジン１１のスタータとしての機能を有している。

なお、モータ１７ａによる力行運転がなされるか、発電機１７ｂによる回生運転がなされるかは、バッテリ２０の充電状態量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を勘案して決定される。このバッテリ充電状態量ＳＯＣは、所定のバッテリ状態モニタコンピュータで演算されるようになっている。

つぎに、エンジン１１の概略構成と排気浄化装置について図２に基づいて説明する。図２に示すように、エンジン１１は、筒内に燃料（還元剤）を噴射する筒内燃料噴射弁１１ｂを有し、燃料噴射量および燃料噴射時期を制御するコモンレール方式の燃料噴射システム１１ａや吸排気弁の開閉動作タイミングを可変制御する可変バルブタイミング機構（図示せず）等を備え、希薄燃焼による運転が可能なように構成されている。

すなわち、エンジン１１は、上記変速機１２から指令される要求エンジントルクを出力するために、その燃料噴射量や吸入空気量等が制御されるように構成されている。エンジン１１の要求燃料噴射量は、たとえば、エンジンの回転数（回転速度）およびアクセル開度からマップ等に基づいて決定され、燃料噴射システム１１ａにより噴射されるようになっている。

また、エンジン１１の吸気通路２１には、エアクリーナ２２と、吸入空気量を検出するエアフロメータ２３と、吸入空気量を調節するスロットル弁２４とを備えている。また、エンジン１１は、排気圧力を利用してタービン部２６ｂを回転させることで同軸のコンプレッサ部２６ａを駆動し吸気量を増大させることによりエンジントルクをアシストするターボ過給機２６を備えている。このターボ過給機２６と吸気マニホルド２１ａとの間の吸気通路２１には、過給されて昇温した吸気を冷却するインタークーラ２８が設けられている。

また、エンジン１１の排気通路３０には、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと略称する）およびＮＯｘを浄化するために、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と略称する）を担持したパティキュレートフィルタ３３が設けられている。このＮＯｘ触媒は、流入する排気ガスの酸素濃度が高い時は排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気ガスの酸素濃度が低下しかつ還元剤が存在する時は吸蔵していたＮＯｘを還元する機能を有している。

排気通路３０のパティキュレートフィルタ３３の上流には、排気通路３０を流通する排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４０が設けられている。また、パティキュレートフィルタ３３には、ＮＯｘ触媒の温度を検出する図示しない温度センサが設けられている。

また、排気マニホルド３０ａ内には、空燃比センサ４０の検出値等に基づいて燃料（還元剤）を添加する燃料添加弁（還元剤添加弁）４２が設けられている。この燃料添加弁４２は、筒内燃料噴射弁１１ｂからの燃料噴射により所定のリッチ混合気を生成できない場合等に、当該燃料添加弁４２により排気通路３０に燃料を添加し、所望のリッチ混合気を生成してＮＯｘ触媒に供給するためのものである。

また、エンジン１１は、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）３５を備えている。このＥＧＲ装置３５のＥＧＲ通路３６には、排気マニホルド３０ａ側から吸気マニホルド２１ａ側に向けて順にＥＧＲクーラ触媒３９、ＥＧＲクーラ３７、ＥＧＲ弁３８が設けられている。

また、上記動力分割機構１５は、図４および図５に示すように、遊星歯車からなっている。歯車機構内部のプラネタリーキャリア１５ａの回転軸は、エンジン１１と連結し、ピニオンギヤ１５ｂを通じて外周のリングギヤ１５ｃおよび内側のサンギヤ１５ｄに駆動力を伝達するように構成されている。

そして、リングギヤ１５ｃの回転軸は、モータ１７ａに直結しており、変速機１２とドライブシャフト１４を介して駆動力を駆動輪１３に伝達するようになっている（図３参照）。また、サンギヤ１５ｄの回転軸は、発電機１７ｂに連結されている。

以上のように構成されたディーゼルハイブリッド車両１０は、図示しない電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）によって、図示しない車速センサやアクセル開度センサ等、各種センサからの出力情報に基づいて制御され、種々の状態で走行することができる。

以下、ディーゼルハイブリッド車両１０の各走行状態におけるエンジン１１、発電機１７ｂ、モータ１７ａの動作を図６〜図１０の共線図に基づいて説明する。これらの共線図は、動力分割機構１５における遊星歯車のサンギヤ１５ｄ、プラネタリーキャリア１５ａ、リングギヤ１５ｃの各軸回転数と、これらに対応する発電機１７ｂ、エンジン１１、モータ１７ａの各軸回転数を図示したものであり、縦軸にこれらの回転数を示してある。

ここで、図６は、停車時におけるエンジン１１とモータ１７ａと発電機１７ｂの回転数を示す共線図、図７は、発進時におけるエンジン１１とモータ１７ａと発電機１７ｂの回転数を示す共線図である。なお、この図７中には、ＥＶ走行の場合とエンジン１１が連れ回される場合の動作も示してある。

また、図８は、エンジン１１始動時におけるエンジン１１とモータ１７ａと発電機１７ｂの回転数を示す共線図、図９は、定常走行時におけるエンジン１１とモータ１７ａと発電機１７ｂの回転数を示す共線図、図１０は、加速時におけるエンジン１１とモータ１７ａと発電機１７ｂの回転数を示す共線図である。

先ず、停車状態では、図６に示すように、エンジン１１、モータ１７ａおよび発電機１７ｂは、すべて止まっている。そして、この停車状態から発進する時は、図７中の実線で示すように、エンジン１１の駆動力は使われず、モータ１７ａの駆動力のみが使われる。

つぎに、発進後にエンジン１１を始動させる時には、図８に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機１７ｂが回り、サンギヤ１５ｄが回ることによってエンジン１１が始動する。エンジン１１が始動すると、発電機１７ｂは発電を開始し、発電した電力はバッテリ２０の充電およびモータ１７ａに供給され、走行に利用される。

また、定常走行時には、図９に示すように、主にエンジン１１の出力で走行する。この場合、効率を高めるために発電機１７ｂの回転は最小限としている。また、定常走行から加速を行う場合には、図１０に示すように、エンジン１１の回転数を上げるとともに、発電機１７ｂによる発電を開始する。その発電電力とバッテリ２０の電力とを使ってモータ１７ａの駆動力を加え、エンジン１１の加速をアシストする。

すなわち、バッテリ充電状態量ＳＯＣが予め定められた基準値以下に低下している場合には、エンジン１１がドライブシャフト１４の要求出力以上の出力で運転され、その余剰動力の一部は発電機１７ｂによって電力として回生され、バッテリ２０の充電に利用される。そして、エンジン１１の出力トルクが不足する場合には、バッテリ充電状態量ＳＯＣに応じて、モータ１７ａによって不足分のトルクがアシストされ、必要トルクが確保される。

また、走行負荷の小さい低速定常走行の状態では、図７中に破線で示すように、エンジン１１を停止したまま、モータ１７ａを力行することによりＥＶ走行する。また、このＥＶ走行時には、図７中に一点鎖線で示すように、点火および燃料噴射を行わない状態でエンジン１１を連れ回すことができる。

このエンジン１１の連れ回し時には、モータ１７ａと発電機１７ｂとの回転比率を調節することにより、車速によらずエンジン１１の回転数を任意に設定することができ、低回転数を維持することができる。

なお、上記ディーゼルハイブリッド車両１０は、燃料の節約とエミッションの低減を図るために、いわゆるエコラン（エコノミー＆エコロジーランニング）制御もなされる。たとえば、交差点における信号待ち等でディーゼルハイブリッド車両１０が停車した場合には、所定の停止条件下でエンジン１１を自動停止させ、その後、所定の再始動条件下（たとえば、アクセルペダルを踏み込んだとき）でエンジン１１を再始動させる制御もなされる。

以上が本発明に係るディーゼルハイブリッド車両１０の基本構成および基本制御動作である。

つぎに、本実施例に係る排気浄化制御について図１に基づいて説明する。ここで、図１は、この発明の実施例１に係る排気浄化制御を示すフローチャートである。なお、本制御の実行時には、パティキュレートフィルタ３３のＮＯｘ触媒が活性温度となっているものとする。

本制御は、ＥＶ走行中にエンジン１１を連れ回し状態とし、その連れ回し状態で筒内燃料噴射弁１１ｂから筒内に燃料を噴射してリッチ混合気を生成し、圧縮行程にてクラッキングした当該リッチ混合気をＮＯｘ触媒に供給することにより、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うものである。本制御は、上記ＥＣＵによって実行される。

先ず、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元が必要であるか否かを判断する（ステップＳ１００）。ＮＯｘ還元が必要でないならば（ステップＳ１００否定）、本制御の対象外であるので、制御ルーチンを終了する。

ＮＯｘ還元が必要であるならば（ステップＳ１００肯定）、ＥＶ走行中であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ＥＶ走行中でないならば（ステップＳ１１０否定）、エンジン１１を連れ回し状態とすることができず本制御の対象外であるので、制御ルーチンを終了する。

ＥＶ走行中であるならば（ステップＳ１１０肯定）、スロットル弁２４をほぼ全閉に近くなるように制御し（ステップＳ１２０）、筒内に吸入される空気量を減らす。この吸入空気量は、エアフロメータ２３の検出値、スロットル弁２４の開度情報等に基づいて算出される。

つぎに、エンジン１１を連れ回した状態で筒内燃料噴射弁１１ｂから筒内に燃料を噴射する（ステップＳ１３０）。エンジン１１の連れ回しは、上述したようにモータ１７ａと発電機１７ｂの回転数を調整することにより、エンジン１１の回転数を低く維持して行う。筒内は燃料が噴射されても自然着火しないような状態となっている。

燃料噴射時期は、たとえば圧縮上死点よりも前（通常時よりも進角側）に設定されている。また、燃料噴射量は、吸入空気量に対して所定のリッチ混合気を生成できるように設定されている。この場合、スロットル弁２４をほぼ全閉に近い状態にし、吸入空気量を減らしているため、リッチ混合気を生成するために噴射する燃料は少なくて済む。

また、エンジン１１の回転数が連れ回し時に変動しても、スロットル弁２４を制御することで、ＮＯｘ触媒に流通する排気を、後述する低い空間速度（ＳＶ）に維持することができるため、制御の自由度を高めることができる。

エンジン１１を連れ回している時に筒内に噴射された燃料は、圧縮行程にてクラッキングされ、活性化されたリッチ混合気として筒内から排出される。ここで、クラッキングとは、有機化合物たる燃料（軽油）の分子を高温・高圧を利用して、より小さな分子に熱分解することである。燃料をクラッキングすることにより空気と混合し易くなり、濃度が均一なリッチ混合気を生成してスモークの発生を抑制することができる。

このようにクラッキングされたリッチ混合気は、排気通路３０下流に配設されたパティキュレートフィルタ３３のＮＯｘ触媒に低い空間速度（ＳＶ）で供給され、効率良くＮＯｘ還元を行うことができる（ステップＳ１４０）。ここで、空間速度（ＳＶ）とは、単位時間当たりにＮＯｘ触媒内を通過する排気ガス量を当該ＮＯｘ触媒の体積で除したものである。

すなわち、スロットル弁２４をほぼ全閉にして吸入空気量を減らすとともに、エンジン１１を低回転数で連れ回した状態で燃料噴射することにより、ＮＯｘ触媒を流れる排気ガス量を減少させることができるので、燃料（還元剤）量に対する酸素量を相対的に減少させることができ、ＮＯｘ触媒内の還元剤濃度を高めることができる。また、還元剤がＮＯｘ触媒を通過するのに時間がかかるので、ＮＯｘ触媒内で還元剤が反応する機会を増やすことができ、ＮＯｘの還元効率を向上させることができる。

なお、上記実施例１においては、筒内燃料噴射弁１１ｂからの燃料噴射により所定のリッチ混合気を生成するものとして説明したが、当該筒内燃料噴射弁１１ｂによる燃料噴射のみでは、所定のリッチ混合気を生成できない場合が生じ得る。

たとえば、スロットル弁２４を閉じ側に制御しても吸入空気量を絞りきれず、リッチ混合気を生成するために当該筒内燃料噴射弁１１ｂによって燃料噴射すると、エンジン１１が正トルク運転域となってしまう場合や、筒内燃料噴射弁１１ｂからの燃料噴射によって生成した混合気よりも更にリッチな混合気をＮＯｘ触媒に供給して還元効率を向上させたい場合である。このような場合には、排気マニホルド３０ａ内に設けた燃料添加弁４２によって排気通路３０に所定量の燃料を添加し、所望のリッチ混合気を生成してもよい。

また、上記実施例１に示した構成において、パティキュレートフィルタ３３よりも下流または上流の排気通路３０に、当該排気通路３０内を流通する排気ガスの流量を調整する排気絞り弁（図示せず）を更に設けることもできる。そして、図１に示したステップＳ１２０におけるスロットル弁２４の閉じ制御を、この排気絞り弁の閉じ制御で代用し、あるいはスロットル弁２４の閉じ制御と併用することもできる。これらの場合も、上記スロットル弁２４の閉じ制御を実施した場合と同様の効果を期待できる。

また、上記実施例１においては、本発明をディーゼルハイブリッド車両１０に適用した例を示したが、これに限定されず、ガソリンエンジン等を搭載したハイブリッド車両に適用してもよい。

本実施例２は、バッテリ充電状態量ＳＯＣが所定値よりも低下した場合には、バッテリ２０の電力消費を抑制するため、エンジン１１の負トルク具合を調整することによってＮＯｘ還元を行うようにしたものである。

図１１は、この発明の実施例２に係る排気浄化制御を示すフローチャートである。図１１においてステップＳ１００，１１０，１２０，１３０，１４０は、上記実施例１の図１に示した、対応するステップ番号の内容と同様であるので、同一のステップ番号を付して重複説明を省略し、異なる点のみを説明する。

すなわち、図１１に示すステップＳ１１０においてＥＶ走行中であると判断されたならば（ステップＳ１１０肯定）、バッテリ充電状態量ＳＯＣが所定値（たとえば、６０％）よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１１５）。

バッテリ充電状態量ＳＯＣが所定値よりも大きい場合（ステップＳ１１５肯定）は、バッテリ２０の電力に余裕があり、この電力を用いてモータ１７ａを駆動し、エンジン１１を連れ回す余裕があると判断できるので、ステップＳ１２０に移行する。

一方、バッテリ充電状態量ＳＯＣが所定値よりも小さい場合（ステップＳ１１５否定）は、バッテリ２０の電力に余裕がないので、バッテリ２０の電力消費量を抑制するため、エンジン１１を以下のように自力運転させる。すなわち、スロットル弁２４を低開度に設定し（ステップＳ１１６）、吸入空気量を絞った状態で、エンジン１１を負トルク域かつゼロトルク付近でほぼアイドル状態で運転する（ステップＳ１１７）。

この運転状態では、ＮＯｘ触媒に供給する排気ガスの空燃比を理論空燃比以上にするのは困難であると考えられる。そこで、排気通路３０に設けられた燃料添加弁４２にて所定量の燃料を添加し（ステップＳ１１８）、このリッチ混合気をＮＯｘ触媒に流通させる。このとき、エンジン１１は吸入空気量を絞った状態でほぼアイドル運転されているので、低い空間速度（ＳＶ）でＮＯｘ還元が行われる（ステップＳ１４０）。

このように制御することにより、バッテリ充電状態量ＳＯＣが所定値よりも低下した場合であっても、バッテリ２０の電力消費を抑制しつつ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を効率良く行うことができる。

以上のように、この発明に係るハイブリッド車両の排気浄化装置は、簡易な構成にて効率良く吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を行うことを目指すハイブリッド車両に有用であり、特に、スモークリミットの条件に厳しいディーゼルハイブリッド車両の排気浄化装置に適している。

この発明の実施例１に係る排気浄化制御を示すフローチャートである。 ディーゼルエンジンの概略構成を示す模式図である。 ディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。 動力分割機構を示す断面図である。 動力分割機構の遊星歯車を示す断面図である。 停車時におけるエンジンとモータと発電機の回転数を示す共線図である。 発進時におけるエンジンとモータと発電機の回転数を示す共線図である。 エンジン始動時におけるエンジンとモータと発電機の回転数を示す共線図である。 定常走行時におけるエンジンとモータと発電機の回転数を示す共線図である。 加速時におけるエンジンとモータと発電機の回転数を示す共線図である。 この発明の実施例２に係る排気浄化制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ディーゼルハイブリッド車両（ハイブリッド車両）
１１ ディーゼルエンジン（エンジン）
１１ｂ 筒内燃料噴射弁
１７ａ モータ
１７ｂ 発電機
２０ バッテリ
２１ 吸気通路
２４ スロットル弁
３０ 排気通路
３３ パティキュレートフィルタ（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）
４２ 燃料添加弁（還元剤添加弁）
ＳＯＣ バッテリ充電状態量

Claims (4)

1. 酸化雰囲気の時にＮＯｘを吸蔵し還元雰囲気の時にＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を排気通路に有し、エンジンとモータの少なくとも一方によって駆動可能であり、前記エンジン回転数が０の状態で前記モータによる走行を行うハイブリッド車両の排気浄化装置において、
   前記モータによる走行中に前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘを放出還元する際には、前記エンジンを連れ回し状態とする一方、
   前記エンジンに設けられた筒内燃料噴射弁から当該エンジンの筒内に燃料を噴射してリッチ混合気を生成し、圧縮行程にてクラッキングした当該リッチ混合気を前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に供給することを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化装置。
2. 前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の上流に位置する排気通路に還元剤を添加する還元剤添加弁を更に備え、
   前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射により所定のリッチ混合気を生成できない場合は、前記還元剤添加弁により前記還元剤を添加することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の排気浄化装置。
3. 前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘを放出還元する際には、吸気通路に設けられ吸気流量を調整するスロットル弁を閉じ側に制御し、または前記排気通路に設けられ排気流量を調整する排気絞り弁を閉じ側に制御することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の排気浄化装置。
4. 前記モータに電力を供給するバッテリの充電状態量が所定値よりも低下した場合には、前記スロットル弁または前記排気絞り弁を低開度に設定し、前記エンジンを自力運転するとともに、前記還元剤添加弁により前記還元剤を添加することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の排気浄化装置。

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