(57)【要約】【課題】エンジン停止時における排気浄化装置の再生制御を好適に実行可能にする技術を提供する。【解決手段】排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３と吸気通路４２とを接続するＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４と、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５と、第２スロットル弁２２と、を備え、ＥＶ走行モードにおいて、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を開弁し、第２スロットル弁２２を閉弁し、ＭＧ１によってエンジン１を低速モータリングすることにより、排気浄化装置４１から流出する高温の排気を、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４、吸気通路４２、排気通路４３、排気浄化装置４１を含む循環経路内で循環させながら、排気浄化装置４１内の触媒の再生制御を行う。触媒温度が高温に保つことができる。フィルタ再生では、連続的に空気を導入できる。ＮＯｘ還元制御ではリッチスパイクによる燃料添加量を低減できる。【選択図】図３
2010038147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、駆動軸に駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能であり、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記エンジンの吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３】
請求項１において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも駆動軸に駆動力を出力可能な第１の動力源と、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な第２の動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記第１の動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能であり、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記エンジンの吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロ
ットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第２の動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記エンジンの排気バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング装置を備え、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による前記排気の循環を行うとともに、前記可変バルブタイミング装置により前記排気バルブの開弁時期を前記排気の循環を行わない場合よりも進角させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項５】
請求項２又は３において、
前記前記吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、を有するターボチャージャを備え、
前記ターボチャージャは、前記タービンに開度可変のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を変更することによって前記ターボチャージャの過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャであって、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による前記排気の循環を行うとともに、前記ノズルベーンの開度を前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項６】
請求項１において、
前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、該タービンを排気のエネルギーによらずに回転駆動することが可能なターボアシスト動力源と、を有するターボチャージャと、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記バルブ制御手段によって前記吸気バルブ及び前記排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動することによって、前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項７】
請求項１において、
前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、該タービンを排気のエネルギーによらずに回転駆動することが可能なターボアシスト動力源と、を有するターボチャージャと、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
前記排気浄化装置より上流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する第２のＥＧＲ通路と、
前記第２のＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節する第２のＥＧＲ弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第２のＥＧＲ弁を開弁し、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動することによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、駆動軸に駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能であり、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項９】
請求項６又は７において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも駆動軸に駆動力を出力可能な第１の動力源と、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な第２の動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記第１の動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能であり、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１０】
請求項６又は７において、
所定のエンジン停止条件において自動的に前記エンジンを停止させるとともに、該停止状態のエンジンを所定のエンジン始動条件において自動的に再始動させるエンジン自動停止始動制御手段を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジン停止条件におけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタの温度に応じて、該フィルタから流出する排気の内前記排気循環手段によって前記循環経路内を循環する排気の量、及び／又は、前記エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、前記エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１４】
請求項２〜５のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタの温度に応じて、前記ＥＧＲ弁の開度、前記スロットル弁の開度、及び、前記エンジン以外の動力源によって前記エンジンを回転させる際のエンジン回転数の少なくともいずれかを調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１５】
請求項６〜１０のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタの温度に応じて、前記ＥＧＲ弁の開度、前記スロットル弁の開度、及び、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動する際のタービン回転数の少なくともいずれかを調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１６】
請求項２〜１０のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、前記スロットル弁の開度を調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１７】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
前記排気浄化装置は、酸素過剰雰囲気中で排気中のＮＯｘを吸蔵し当該吸蔵したＮＯｘを還元雰囲気中で放出するとともに当該放出したＮＯｘを還元剤の存在下で還元するＮＯｘ触媒を有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記ＮＯｘ触媒に還元剤を供給して該ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を前記還元雰囲気に調節することにより該ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させるとともに該還元剤によって当該放出されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項において、
前記エンジンの停止中に、該エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立した場合に、
前記エンジンをクランキングするとともにクランキングに適合した燃料噴射を行って該エンジンの回転数を上昇させるクランキングモードで該エンジンを運転し、
該クランキングモードで前記エンジンの回転数が所定の基準回転数に達した時点で、該エンジンを負荷運転させる負荷運転モードに移行させる
エンジン始動制御手段を備え、
前記エンジンの停止中に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジン始動条件が成立した場合には、前記エンジン始動制御手段は、前記排気循環手段による排気の循環を停止した後、前記クランキングモードでのエンジンの運転を開始し、且つ、該クランキングモードにおいて、クランキングに適合した燃料噴射の開始を、該クランキングモードでのエンジンの運転の開始から所定期間遅延させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記エンジンに吸入されるガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段を備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記酸素濃度取得手段によって取得される酸素濃度に基づいて、前記クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２０】
請求項１８において、
前記エンジン始動制御手段は、前記排気循環手段によって循環している排気のうち前記エンジン再始動条件の成立時点で前記吸気通路内に存在している排気が該吸気通路内から掃気されるのに要する時間に基づいて、前記クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２１】
請求項１８〜２０のいずれか１項において、
前記エンジン始動制御手段は、前記クランキングモードにおいて前記燃料噴射の開始を遅延させている期間中に、前記エンジンの回転数が前記基準回転数に達した場合、燃料噴射を開始するとともに前記負荷運転モードに移行し、該負荷運転モードにおいて、前記エンジンに吸入されるガスの酸素濃度に基づいて目標ＥＧＲ率を補正することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２２】
請求項１において、
前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する連通路と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記連通路の接続箇所より上流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記吸気通路にインタークーラを備え、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記インタークーラより下流側であることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２４】
請求項２２又は２３において、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記エンジンの吸気マニホールドであることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２５】
請求項２２〜２４のいずれか１項において、
前記排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に排気絞り弁を備え、
前記排気循環手段は、前記排気の循環を行う時に、前記排気絞り弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２６】
請求項２２〜２５のいずれか１項において、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、酸素の供給が要求されない場合と比較して、前記スロットル弁の開度を開き側に変更することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２７】
請求項２２〜２６のいずれか１項において、
前記エンジンへの燃料供給停止時に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立した場合には、前記スロットル弁の開度を、該エンジン始動条件が成立する前よりも開き側の開度に変更し、前記切替弁を閉弁し、前記エンジ
ンのクランキングを開始し、該クランキングの開始から所定期間経過後、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するエンジン始動制御手段を更に備えることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２８】
請求項２７において、
前記エンジンの吸気の空燃比を取得する空燃比取得手段を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記空燃比取得手段により取得される空燃比が所定の基準空燃比よりもリーンであるという条件が成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項２９】
請求項２８において、
前記エンジンの吸気の圧力を取得する吸気圧取得手段と、
前記エンジンの吸気の温度を取得する吸気温度取得手段と、
を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記吸気圧取得手段により取得される吸気の圧力が所定の基準圧力よりも高いという条件と、前記吸気温度取得手段により取得される吸気の温度が所定の基準温度より低いという条件と、の少なくともいずれかが更に成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３０】
請求項１において、
前記排気浄化装置下流の排気通路と、前記排気浄化装置上流の排気通路と、を接続する連通路と、
前記連通路において、前記排気浄化装置下流の排気通路側から、前記排気浄化装置上流の排気通路側へ、ガスの流れを発生させる動力源と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記排気浄化装置下流の排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に設けられた排気絞り弁と、
前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記排気絞り弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記連通路における前記ガスの流れを発生させることによって、前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記動力源は、前記連通路内のガスを、前記排気浄化装置下流の排気通路側から前記排気浄化装置上流の排気通路側へ流すポンプであることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３２】
請求項３０又は３１において、
前記ポンプよりも前記排気浄化装置下流の排気通路側の前記連通路内に還元剤を供給する還元剤供給手段を更に備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御に還元剤の供給が要求される場合、前記還元剤供給手段によって前記連通路を流れるガス中に還元剤を供給することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３３】
請求項３０〜３２のいずれか１項において、
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記排気浄化装置よりも上流側の排気通路と前記スロットル弁より下流側の吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記ＥＧＲ弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３４】
請求項３０〜３２のいずれか１項において、
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記バルブ制御手段により前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【請求項３５】
請求項３３又は３４において、
前記動力源は、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所に設けられ、該接続箇所より上流側の排気通路及び該接続箇所より上流側の前記連通路から、前記排気浄化装置側へ、ガスを流すポンプであることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルハイブリッド車両において、エンジンが停止されるＥＶ走行時にパティキュレートフィルタ（以下、フィルタ）の再生制御を実行する技術として、ＥＶ走行開始前にエンジンを低温燃焼させることによりフィルタの昇温制御を行うことによって、ＥＶ走行開始後にフィルタにおけるＰＭ酸化反応を進行し易くした技術が知られている（特許文献１を参照）。この技術では、ＥＶ走行中のＰＭ酸化反応が進行するために必要な酸素が不足する場合には、エンジンをモータリングすることによってフィルタに空気を供給するようにしている。
【０００３】
ディーゼルハイブリッド車両において、エンジンが停止されるＥＶ走行時に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒）の還元制御を実行する技術として、ＥＶ走行時にモータアシストターボを正転・逆転駆動しつつリッチスパイクを行うことによって、ＮＯｘ触媒において還元雰囲気を作り出し、ＮＯｘ還元反応の進行を促進させることを図った技術が知られている（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９４８８５号公報
【特許文献２】特開２００６−１９４１７０号公報
【特許文献３】特開平１１−２２９９７３号公報
【特許文献４】特開２００４−２７８４６５号公報
【特許文献５】特開２００７−１９８２７７号公報
【特許文献６】特開２００６−１１２３４７号公報
【特許文献７】特開２００６−２００３６２号公報
【特許文献８】特開２００１−７３７４３号公報
【特許文献９】特許第３９０５５１５号公報
【特許文献１０】特開平５−３３２１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術において、エンジンをモータリングすることによってフィルタに空気を供給すると、フィルタの温度が低下する可能性がある。そのため、ＰＭの酸化反応が好適に進行するために必要な高温状態にフィルタの温度を保つためには、連続的なエンジンモータリングにより連続的にフィルタに空気を供給することが難しい。そのため、ＰＭの酸化反応が好適に進行するために十分な酸素をフィルタに供給することができず、フィルタの再生速度が遅いという問題があった。
【０００５】
上記特許文献２に記載の技術では、モータアシストターボの正転・逆転を繰り返す際のモータアシストターボの消費電力が大きく、燃費悪化を招く可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンが停止された状態における排気浄化装置の再生制御を好適に実行可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のエンジンの排気浄化システムは、
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
ここで、「エンジンへの燃料供給停止時」には、燃料カットによりエンジンの回転が停止している状態の他、燃料の燃焼エネルギー以外の何らかの外部からのエネルギーによってエンジンが回転している状態も含まれるものとする。
【０００９】
再生制御の実行中に排気浄化装置から流出するガスは高温になる。本発明によれば、この高温のガスを排気循環手段によって排気浄化装置を含む循環経路内で循環させるので、排気浄化装置に高温のガスが流入し続ける状態を作り出すことができる。従って、エンジンへの燃料供給停止時に再生制御を行う場合においても、排気浄化装置の温度が低下することを抑制でき、排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能となる。
【００１０】
本発明における上記排気の循環経路は、例えば、上記本発明の構成において、
排気浄化装置より下流側の排気通路とエンジンの吸気通路とを接続するＥＧＲ通路を備えることによって、
排気浄化装置から流出した排気の少なくとも一部が、排気浄化装置より下流側の排気通路、ＥＧＲ通路、吸気通路、エンジン、排気浄化装置より上流側の排気通路を経て排気浄化装置に流入するように構成された循環経路として構成することがすることができる。
【００１１】
この場合、この循環経路内で、エンジン停止状態において排気浄化装置から流出する排気を循環させるためには、例えば、上記本発明の構成において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、駆動軸に駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用して、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能であり、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によってエンジンを回転させるようにすれば良い。
【００１２】
或いは、上記の循環経路内で、エンジン停止状態において排気浄化装置から流出する排気を循環させるためには、例えば、上記本発明の構成において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも駆動軸に駆動力を出力可能な第１の動力源と、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な第２の動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用して、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記第１の動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するＥＶ走行モードで動作することが可能であり、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第２の動力源によって前記エンジンを回転させるようにしても良い。
【００１３】
こうすることで、エンジンが停止状態となるＥＶ走行モードにおいても、再生制御中の排気浄化装置から流出する高温の排気を、上記の循環経路内で循環させることができる。更に、スロットル弁が閉じ側の開度に変更されるので、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内を循環するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。
【００１４】
従って、再生制御手段は、ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、上記のように構成された排気循環手段によって排気の循環を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することによって、再生制御実行時の排気浄化装置の温度を高温に維持することができる。これにより、エンジン停止時においても、好適に再生制御を実行することが可能となる。
【００１５】
上記構成において、排気循環手段は、ＥＧＲ弁を全開とし、及び／又は、スロットル弁を全閉としても良い。こうすることで、排気浄化装置から流出する高温の排気の循環量をより増加させ、及び／又は、吸気通路に流入する低温の新気の循環量をより減少させることができる。
【００１６】
上記の構成において、ハイブリッドシステムが、非エンジン動力源として、駆動軸及びエンジンに動力を出力可能な動力源を有する構成とした場合には、当該非エンジン動力源は、ＥＶ走行モードにおいて駆動軸に出力すべき要求駆動力を出力した残りの余剰動力を、エンジンをモータリングするための動力に充てるように構成することができる。このような非エンジン動力源は、例えば駆動軸及びエンジンに動力を出力可能且つその動力の出力先を駆動軸及び／又はエンジンに切り替え可能に構成されたモータとして構成することができる。
【００１７】
また、上記の構成において、ハイブリッドシステムが、非エンジン動力源として、駆動軸に動力を出力可能な第１の動力源と、エンジンに動力を出力可能な第２の動力源と、を有する構成とした場合には、このような非エンジン動力源は、例えば少なくとも前記エンジンに動力を出力可能な第１モータと、少なくとも前記駆動軸に動力を出力可能な第２モータと、を有して構成することができる。
【００１８】
上記のように、停止状態のエンジンをハイブリッドシステムの非エンジン動力源によって回転させることによって循環経路内で排気を循環させる構成においては、
エンジンの排気バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング装置を備え、
再生制御手段は、ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に再生制御を実行する場合、排気循環手段による前記排気の循環（非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって行う排気の循環）を行うとともに、可変バルブタイミング装置により排気バルブの開弁時期を前記排気の循環を行わない場合よりも進角させるようにしても良い。
【００１９】
こうすることで、シリンダ内で圧縮されて高温になった筒内ガスが、膨張行程での膨張やエンジンの冷却水による冷却によって温度低下する前に、シリンダ内から排気通路へ排出されるようにすることができる。従って、循環経路内を循環するガスの温度低下をより確実に抑制することができるので、再生制御実行時の排気浄化装置の温度をより確実に高温に維持することができる。
【００２０】
また、停止状態のエンジンを非エンジン動力源によって回転させることによって循環経路内で排気を循環させる構成においては、
吸気通路に設けられたコンプレッサと、排気通路に設けられたタービンと、を有するターボチャージャを備え、
このターボチャージャが、タービンに開度可変のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を変更することによってターボチャージャの過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャである場合には、
再生制御手段は、ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に再生制御を実行する場合、排気循環手段による前記排気の循環（非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって行う排気の循環）を行うとともに、ノズルベーンの開度を前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するようにしても良い。
【００２１】
こうすることで、タービンに流入する排気の熱エネルギーのうちタービンの回転エネルギーに変換されるエネルギーの量が減少するので、タービン通過後の排気の温度の低下を抑制することができる。従って、排気浄化装置に流入するガスの温度低下をより確実に抑制することができるので、再生制御実行時の排気浄化装置の温度をより確実に高温に維持することができる。
【００２２】
本発明において、エンジンへの燃料供給停止時に、排気浄化装置から流出する排気を、排気浄化装置を含む循環経路内で循環させるために、
前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、該タービンを排気のエネルギーによらずに回転駆動することが可能なターボアシスト動力源と、を有するターボチャージャと、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記エンジンの吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記バルブ制御手段によって前記吸気バルブ及び前記排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動するようにしても良い。
【００２３】
この場合、エンジンへの燃料供給停止時に、非エンジン動力源によるエンジン回転が行われないので、エンジンの回転は停止するが、バルブ制御手段によって吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態（すなわち、吸気バルブの開弁期間と排気バルブの開弁期間がオーバーラップするように吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御した状態）でエンジンの回転が停止することになるので、エンジンのシリンダはガスが自由に流通可能な状態となる。従って、上記のようにすれば、ターボアシスト動力源によって回転駆動されるタービンから流出する排気が、排気通路、排気浄化装置、ＥＧＲ通路、吸気通路、エンジンのシリンダ、排気通路を経てタービンに流入するように、循環経路を構成することができる。よって、エンジン回転停止時においても、再生制御中の排気浄化装置から流出する高温の排気を、この循環経路内で循環させることができる。更に、スロットル弁が閉じ側の開度に変更されるので、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内を循環するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。
【００２４】
従って、再生制御手段は、エンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、上記のように構成された排気循環手段によって排気の循環を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することによって、再生制御実行時の排気浄化装置の温度を高温に維持することができる。これにより、エンジン停止時においても、好適に再生制御を実行することが可能となる。
【００２５】
上記構成において、排気循環手段は、ＥＧＲ弁を全開とし、及び／又は、スロットル弁を全閉としても良い。こうすることで、排気浄化装置から流出する高温の排気の循環量をより増加させ、及び／又は、吸気通路に流入する低温の新気の循環量をより減少させることができる。
【００２６】
また、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動するために要するエネルギーは、上述した非エンジン動力源によってエンジンを回転させる際に要するエネルギーと比較して少ない。これは、エンジンを回転させるためには、フリクションの大きいピストン系の可動部材を運動させる必要があるからである。従って、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行うようにすれば、燃費を向上させることもできる。
【００２７】
ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行う場合には、上記のようにエンジン回転停止時にエンジンの吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態となるように制御するバルブ制御手段を備えた構成とする代わりに、
前記排気浄化装置より上流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する第２のＥＧＲ通路と、
前記第２のＥＧＲ通路内を流れる排気の量を調節する第２のＥＧＲ弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記ＥＧＲ弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第２のＥＧＲ弁を開弁し、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動するようにしても良い。
【００２８】
この場合、ターボアシスト動力源によって回転駆動されるタービンから流出する排気が、排気通路、排気浄化装置、ＥＧＲ通路、吸気通路、第２のＥＧＲ通路、排気通路を経てタービンに流入するように、循環経路を構成することができる。つまり、第２のＥＧＲ通路は、エンジン運転時には、エンジンからの排気の一部を吸気通路に流入させるＥＧＲ装
置として機能し、エンジン停止時にターボアシスト動力源によって排気を循環させる場合には、吸気通路内のガスをエンジンを経由せずに排気通路に流入させる装置として機能する。
【００２９】
従って、吸気バルブ及び／又は排気バルブが閉弁した状態でエンジンの回転が停止し、エンジンのシリンダをガスが自由に流通することができない状態である場合でも、再生制御中の排気浄化装置から流出する高温の排気を、この循環経路内で循環させることができる。更に、スロットル弁が閉じ側の開度に変更されるので、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内を循環するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。
【００３０】
従って、再生制御手段は、エンジン回転停止時に前記再生制御を実行する場合、上記のように構成された排気循環手段によって排気の循環を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することによって、再生制御実行時の排気浄化装置の温度を降温に維持することができる。これにより、エンジン停止時においても、好適に再生制御を実行することが可能となる。
【００３１】
上記構成において、排気循環手段は、ＥＧＲ弁を全開とし、及び／又は、スロットル弁を全閉としても良い。こうすることで、排気浄化装置から流出する高温の排気の循環量をより増加させ、及び／又は、吸気通路に流入する低温の新気の循環量をより減少させることができる。
【００３２】
ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行うように排気循環手段を構成する場合、本発明の再生制御手段は、上述したハイブリッドシステムのＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、当該排気循環手段による排気を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することができる。
【００３３】
この場合、バッテリの充電状態による制約等に起因して、非エンジン動力源によるエンジン回転によってエンジンへの燃料供給停止時の排気の循環を行うことが難しい状況においても、エンジン停止時の排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能となる。
【００３４】
また、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行うように排気循環手段を構成する場合、本発明の再生制御手段は、いわゆるエコラン車両、すなわち、所定のエンジン停止条件において自動的にエンジンを停止させるとともに、該停止状態のエンジンを所定のエンジン始動条件において自動的に再始動させるエンジン自動停止始動制御手段を備えた車両において、エンジン停止条件におけるエンジン停止時に、当該排気循環手段による排気を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することもできる。
【００３５】
この場合、エンジン停止時に外力によってエンジンを動作させるための動力源を有さない非ハイブリッド車両においても、エンジン停止時の排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能となる。
【００３６】
本発明は、
排気浄化装置が、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
再生制御手段が、再生制御として、フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することによりフィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行するように構成されたエンジンの排気浄化システムに適用することができる。
【００３７】
この場合、再生制御手段は、エンジン停止時にフィルタ再生制御を実行する場合、フィ
ルタを含む循環経路内でフィルタから流出する高温の排気を循環させながら、フィルタ再生制御を実行するので、フィルタ再生制御実行中にフィルタの温度が低下することを抑制できる。従って、エンジン停止時のフィルタ再生制御を好適に実行することが可能となる。
【００３８】
本発明をエンジン停止時のフィルタ再生制御に適用する場合、フィルタの温度に応じて、フィルタから流出する排気の内排気循環手段によってフィルタを含む循環経路内で循環する排気の量、及び／又は、エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節するようにしても良い。
【００３９】
こうすることで、フィルタの温度がある許容上限温度を超えて高温になっていると判断できる場合に、フィルタ循環経路内で循環する排気の量を減少させたり、吸気通路に流入する新気の量を増加させたりすることにより、フィルタの温度を低下させることができるので、フィルタ再生制御においてフィルタが過昇温して破損することを抑制できる。
【００４０】
また、フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節するようにしても良い。
【００４１】
こうすることで、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行するために十分な酸素がフィルタに供給されていないと判断できる場合に、吸気通路に流入する新気の量を増加させることにより、フィルタに酸素を供給することができる。これにより、フィルタ再生制御が酸素不足のために好適に実行できなくなることを抑制できる。
【００４２】
この時、フィルタ再生制御を好適に実行可能なために最低限必要な酸素を供給可能なように吸気通路に流入する空気の量を調節するようにすれば、過剰な空気が吸気通路に流入して循環経路内を循環するガスの温度が低下してしまうことも抑制できる。
【００４３】
本発明をフィルタ再生制御に適用する場合に、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁と、スロットル弁と、を備え、ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に、ＥＧＲ弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって、フィルタから流出する排気を循環させながらフィルタ再生制御を実行するように構成した場合には、フィルタの温度に応じて、ＥＧＲ弁の開度、スロットル弁の開度、非エンジン動力源によってエンジンを回転させる際のエンジン回転数、の少なくともいずれかを調節するようにしても良い。
【００４４】
こうすることで、フィルタの温度がある許容上限温度を超えて高温になっていると判断できる場合に、ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に変化させたり、スロットル弁の開度を開き側に変化させたり、非エンジン動力源によるエンジン回転の回転数を増加させたりすることにより、フィルタの温度上昇を抑制することができるので、フィルタ再生制御においてフィルタが過昇温して破損することを抑制できる。
【００４５】
本発明をフィルタ再生制御に適用する場合に、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁と、スロットル弁と、ターボアシスト動力源を有するターボチャージャと、を備え、エンジン停止時に、ＥＧＲ弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって、フィルタから流出する排気を循環させながらフィルタ再生制御を実行するように構成した場合には、フィルタの温度に応じて、ＥＧＲ弁の開度、スロットル弁の開度、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動する際のタービンの回転数、の少なくともいずれかを調節するようにしても良い。
【００４６】
こうすることで、フィルタの温度がある許容上限温度を超えて高温になっていると判断できる場合に、ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に変化させたり、スロットル弁の開度を開き側に変化させたり、ターボアシスト動力源によるタービン回転数を増加させたりすることにより、フィルタの温度上昇を抑制することができるので、フィルタ再生制御においてフィルタが過昇温して破損することを抑制できる。
【００４７】
また、フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、スロットル弁の開度を調節するようにしても良い。
【００４８】
こうすることで、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行するために十分な酸素がフィルタに供給されていないと判断できる場合に、スロットル弁の開度を開き側に変化させることにより、フィルタにより多くの空気を供給することができる。これにより、フィルタ再生制御が酸素不足のために好適に実行できなくなることを抑制できる。
【００４９】
この時、フィルタ再生制御を好適に実行可能なために最低限必要な酸素を供給可能なようにスロットル弁の開度を調節するようにすれば、過剰な空気が吸気通路に流入して循環経路内を循環するガスの温度が低下してしまうことも抑制できる。
【００５０】
本発明は、
排気浄化装置が、酸素過剰雰囲気中で排気中のＮＯｘを吸蔵し、当該吸蔵したＮＯｘを還元雰囲気中で放出するとともに当該放出したＮＯｘを還元剤の存在下で還元するＮＯｘ触媒を有し、
再生制御手段が、再生制御として、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給して該ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を前記還元雰囲気に調節することにより該ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させるとともに該還元剤によって当該放出されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御を実行する
ように構成されたエンジンの排気浄化システムに適用することができる。
【００５１】
この場合、再生制御手段は、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内でＮＯｘ触媒から流出する高温の排気を循環させながら、ＮＯｘ還元制御を実行するので、ＮＯｘ還元制御実行中にＮＯｘ触媒の温度が低下することを抑制できる。従って、エンジン停止時のＮＯｘ還元制御を好適に実行することが可能となる。
【００５２】
また、この場合、ＮＯｘ触媒から流出した排気が再びＮＯｘ触媒に流入するので、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気にするために必要な還元剤の供給量を少なくすることができる。従って、特に還元剤として燃料を用いる場合には、燃費を向上させることができる。
【００５３】
本発明をＮＯｘ還元制御に適用する場合に、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁と、スロットル弁と、を備え、ＥＶ走行モードにおけるエンジン停止時に、ＥＧＲ弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって、ＮＯｘ触媒から流出する排気を循環させながらＮＯｘ還元制御を実行するように構成することができる。
【００５４】
また、本発明をＮＯｘ還元制御に適用する場合に、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁と、スロットル弁と、ターボアシスト動力源を有するターボチャージャと、を備え、エンジン停止時に、ＥＧＲ弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって、ＮＯｘ触媒から流出する排
気を循環させながらＮＯｘ還元制御を実行するように構成することもできる。
【００５５】
この場合、スロットル弁が閉じ側にされるので、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内を循環するガス中に流入する新気の量が少なくなるので、より少ない還元剤添加量によって、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気をＮＯｘ還元制御の実行に必要な還元雰囲気にすることが可能となる。
【００５６】
ここで、本発明において、エンジンの停止中に、該エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立したときに、
前記エンジンをクランキングするとともにクランキングに適合した燃料噴射を行ってエンジンの回転数を上昇させるクランキングモードで該エンジンを運転し、
該クランキングモードで前記エンジンの回転数が所定の基準回転数に達した時点で、該エンジンを負荷運転させる負荷運転モードに移行させるエンジン始動制御手段を備えた場合について考える。
【００５７】
本発明においては、上述したように、エンジン停止中に、排気浄化装置を含む循環経路内で、排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部が循環する状態で、排気浄化装置の再生制御を実行することができる。このような状態でエンジンを再始動させる条件が成立した場合に、この排気の循環を停止させたとしても、排気の循環を停止させてから暫くの間は、循環経路内を循環していたガスがエンジンに吸入され続けることになる。
【００５８】
エンジン停止中に循環経路内を循環するガスのＥＧＲ率が、エンジンのクランキングや負荷運転に適合する目標ＥＧＲ率と比較して高い場合、循環経路内を循環していたガスがエンジンに吸入されている間は、燃料噴射によってエンジンに供給された燃料が好適に燃焼せず、失火等の燃焼不良が発生する可能性がある。その場合、大量の未燃燃料成分が排気浄化装置に流入して排気浄化装置の劣化や破損を招く虞もある。
【００５９】
そこで、本発明において、エンジン停止中に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジン始動条件が成立した場合には、前記エンジン始動制御手段は、前記排気循環手段による排気の循環を停止した後、前記クランキングモードでのエンジンの運転を開始し、且つ、該クランキングモードにおいて、クランキングに適合した燃料噴射の開始を、クランキングモードでのエンジンの運転の開始から所定期間遅延させるようにしても良い。
【００６０】
クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる上記の「所定期間」は、エンジンに燃料噴射を行ったとしても、当該燃料が適切に燃焼せずに失火等の燃焼不良が発生する虞があると判断できる期間である。上記の構成によれば、クランキングに適合した目標ＥＧＲ率より過剰に高いＥＧＲ率のガスが排気循環手段によって循環経路内を循環しており、且つ、クランキングモードでの運転開始後においても依然として当該循環ガスがエンジンに吸入されていると判断できる期間は、燃料噴射が実行されない。
【００６１】
従って、エンジン停止時に排気循環手段によって酸素濃度の極めて低いガスが循環経路内を循環している場合であっても、エンジン始動条件成立後のクランキングモードにおいて失火等の燃焼不良が発生することを抑制できる。
【００６２】
本発明において、排気浄化装置としてフィルタを有し、再生制御としてフィルタ再生制御を実行するエンジンの排気浄化システムに本発明を適用した場合には、フィルタにおけるパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行可能な程度の酸素が供給されるように吸気通路内への空気の流入量を調節することができるので、エンジン停止時に排気循環手段によって循環経路内を循環するガスの酸素濃度が過剰に低下する可能性は低い。
【００６３】
一方、排気浄化装置としてＮＯｘ触媒を有し、再生制御としてＮＯｘ還元制御を実行するエンジンの排気浄化システムに本発明を適用した場合には、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気にするために循環経路内への空気の供給を制限する場合があるので、エンジン停止時に排気循環手段によって循環経路内を循環するガスの酸素濃度が極めて低くなっている可能性がある。従って、上記のようにクランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる制御を行うことは、本発明をエンジン停止時のＮＯｘ還元制御に適用した場合に特に好適である。
【００６４】
本発明において、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁と、スロットル弁と、を備え、エンジン停止時に、ＥＧＲ弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、非エンジン動力源によるエンジン回転やターボアシスト動力源によるタービン駆動等によって排気の循環を行う場合には、エンジン始動条件の成立時点でＥＧＲ弁を閉弁し、スロットル弁を開弁し、非エンジン動力源によるエンジン回転やターボアシスト動力源によるタービン駆動を停止する。そしてエンジンのクランキングを開始するが、その時点ではまだ燃料噴射を行わず、上記の所定期間が経過するまで無噴射クランキングを継続する。そして、所定期間が経過した時点で燃料噴射を開始し、クランキング及び燃料の燃焼エネルギーによって、エンジンを負荷運転モードに移行させることが可能な回転数までエンジン回転数を上昇させる。こうすることで、エンジン停止中に排気循環手段による排気の循環を行いながら排気浄化装置の再生制御を実行している時に、エンジン始動条件が成立した場合においても、エンジン始動時のクランキングモードにおいて燃料の燃焼不良が発生することを抑制できる。
【００６５】
ここで、エンジンに吸入されるガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段を備え、
エンジン始動制御手段は、酸素濃度取得手段によって取得される酸素濃度に基づいて、クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定するようにしても良い。
【００６６】
これにより、エンジンに吸入されるガスの酸素濃度が、燃料が良好に燃焼可能な所定の基準酸素濃度よりリーン側の酸素濃度となったことが検知された時に、燃料噴射を再開することができる。基準酸素濃度は予め求めておくことができる。これにより、リアルタイムにエンジン吸入ガスの酸素濃度をモニタしながら、最適なタイミングで燃料噴射を再開することができる。
【００６７】
また、エンジン始動制御手段は、エンジン停止時に排気循環手段によって循環経路内を循環している排気のうち、エンジン再始動条件の成立時点で吸気通路内に存在している排気が、吸気通路内から掃気されるのに要する時間に基づいて、クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定するようにしても良い。
【００６８】
エンジン再始動条件の成立時点で吸気通路内に存在している循環ガス（以下、残留ガスという）が吸気通路内から掃気されるのに要する時間は、エンジンクランキングの回転数や、吸気通路容積等に基づいて求めることができる。エンジン再始動条件の成立時点で、吸気通路内に流入する空気の量やＥＧＲ通路から吸気通路内に流入する排気の量は、エンジン始動に最適な量に調節される。従って、残留ガスが掃気された後は、エンジン始動に最適なガスがエンジンに吸入されるので、その時点で燃料噴射を再開することにより、噴射燃料を良好に燃焼させることが可能となる。
【００６９】
このように、クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる場合、エンジンに吸入されるガスが、噴射燃料が適切に燃焼可能なガスになったと判定されるまで、燃料無噴射の状態でクランキングが行わる。ところで、場合によっては、エンジンに吸入され
るガスが、噴射燃料が適切に燃焼可能なガスになったと判定されて、燃料噴射の開始の遅延が解除される前に、エンジン回転数が負荷運転モードに移行すべき基準回転数に達してしまうことが考えられる。
【００７０】
このような場合には、本発明において、燃料噴射を開始するとともに負荷運転モードに移行し、該負荷運転モードにおいて、エンジンに吸入されるガスの酸素濃度に基づいて目標ＥＧＲ率を補正するようにしても良い。
【００７１】
こうすることで、エンジン回転数が基準回転数に達した時点で、遅延無くエンジンを負荷運転モードに移行させることができる。そして、この時エンジンに吸入されるガスの酸素濃度が想定よりも低い場合には、目標ＥＧＲ率を通常よりも低い値に補正することができる。これにより、クランキングモードにおいてエンジンに吸入されるガスが、燃料噴射の開始の遅延を解除することが可能な条件を満たさないうちに、負荷運転モードに移行した場合であっても、すなわち、負荷運転モードにおいて想定されているよりも酸素濃度の低いガスがエンジンに吸入されている場合であっても、燃焼不良の発生を抑制することができる。
【００７２】
本発明のエンジンの排気浄化システムは、
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する
という本発明の基本構成において、更に、
前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する連通路と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記連通路の接続箇所より上流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行するようにしても良い。
【００７３】
このように構成されたエンジンの排気浄化システムによれば、エンジンへの燃料供給停止時においても、動力源によってエンジンが回転させられる。そして、切替弁が開弁されることにより、再生制御実行中の排気浄化装置から流れ出す高温の排気が、連通路に流入し、連通路を通って吸気通路に流入し、動力源によって回転するエンジンに吸入されて排気通路に排出され、再び排気浄化装置に流入する、という、排気浄化装置を含む循環経路内における排気の流れが生じる。更に、スロットル弁が閉じ側にされることにより、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、エンジンへの燃料供給停止時に再生制御を実行する場合に、排気浄化装置の温度を高温に維持するこ
とが可能となる。これにより、エンジンへの燃料供給停止時において好適に排気浄化装置の再生制御を実行することが可能となる。
【００７４】
また、この連通路を通常時にＥＧＲ通路として用いられる通路とは別個の通路として構成すれば、ＥＧＲクーラのような冷却装置を連通路の途中に設ける必要がない。従って、循環経路を循環するガスをより確実に高温に維持することができる。また、ＥＧＲクーラをバイパスするための通路や、該バイパス通路を通過する流路と、ＥＧＲクーラを通過する流路と、を切り替えるための装置などを設ける必要もなくなるため、装置の複雑化やコストアップを抑制できるという効果もある。
【００７５】
上記構成において、エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力としては、ハイブリッドシステムのモータジェネレータを例示できる。詳細には、エンジンと、モータジェネレータと、を駆動源として備え、少なくともエンジンとモータジェネレータのいずれかによって駆動軸に駆動力を出力可能に構成されたハイブリッドシステムに本発明を適用する場合には、モータジェネレータのみの動力で要求駆動力を出力するＥＶ走行モードにおいてエンジンへの燃料供給が停止される場合に、要求駆動力を出力した残りのモータジェネレータの余剰動力によってエンジンを無噴射モータリングすることによって、ＥＶ走行モードにおいて上記循環経路内にガスの流れを生じさせることができる。また、ハイブリッドシステムの構成としては、エンジンと、エンジンモータリング用の動力を出力する第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と、駆動軸に動力を出力する第２モータジェネレータ（ＭＧ２）と、を駆動源として備えた構成のものでも良い。この場合は、ＭＧ２のみによって要求駆動力を出力するＥＶ走行モードにおいてにおいて、ＭＧ１によってエンジンモータリングすることによって、上述した循環経路内にガスの流れを生じさせることができる。本発明を適用するハイブリッドシステムとしては、エンジンとモータジェネレータとの動力を遊星歯車機構のような動力分割統合装置によって駆動軸に伝達するものであっても良いし、エンジンとモータジェネレータとが一体的に構成され、モータジェネレータの動力がエンジンと駆動軸とに出力可能に構成されたものであっても良い。
【００７６】
上記構成において、
前記吸気通路にインタークーラを備え、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記インタークーラより下流側としても良い。
【００７７】
こうすることで、上述したガスの循環経路内にインタークーラが含まれなくなるため、循環経路内を循環するガスをより確実に高温に維持することが可能となる。また、排気浄化装置から流出したガスがインタークーラより上流側の吸気通路に流入するように循環経路が構成されている場合と比較して、インタークーラをバイパスするための通路を設けたり、該インタークーラをバイパスする通路とインタークーラを通過する流路とを切り替えるための装置を設けたりする必要がなくなるため、装置の複雑化やコストアップを抑制できるという効果もある。
【００７８】
上記構成において、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記エンジンの吸気マニホールドとしても良い。
【００７９】
こうすることで、上述したガスの循環経路の長さを短くすることができるので、循環経路内を循環するガスをより確実に高温に維持することが可能となる。
【００８０】
上記構成において、
前記排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に排気絞り弁を備え、
前記排気循環手段は、前記排気の循環を行う時に、前記排気絞り弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更するようにしても良い。
【００８１】
こうすることで、排気浄化装置から流出したガスがより確実に循環経路内を循環するようになるので、循環経路内のガスをより確実に高温に維持することが可能となる。
【００８２】
上記構成において、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、酸素の供給が要求されない場合と比較して、前記スロットル弁の開度を開き側に変更しても良い。
【００８３】
例えば、排気浄化装置としてＰＭフィルタの再生処理を行う場合、ＰＭの酸化反応に必要な酸素を供給する必要がある。そこで、ＰＭの酸化反応に必要な酸素を供給することができ、且つ、ＰＭフィルタを含む循環経路内を循環するガスの温度がＰＭフィルタの再生処理を好適に続行可能なほどの高温状態で維持できるように、スロットル弁の開度を開き側に変更する。こうすることで、酸素不足でＰＭ再生処理が続行不能になることを抑制できる。
【００８４】
上記のように、エンジンへの燃料供給停止時に循環経路内でガスを循環させながら排気浄化装置の再生制御を実行している場合には、循環経路内を高温のガスが循環している。そして、エンジンにもこの循環しているガスが吸入されている。また、スロットル弁が閉じ側に制御されているので、この循環経路内を循環しているガスの圧力は低い。また、再生制御として、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元処理が行われている場合には、循環経路を循環しているガスの空燃比はストイキ以下となっている。このように、本発明によって、エンジンへの燃料供給停止時に循環経路内でガスを循環させながら排気浄化装置の再生制御を実行している場合には、エンジンに吸入されているガスが燃料の燃焼に適した状態となっていない可能性がある。
【００８５】
そのため、このようにエンジンへの燃料供給停止時に循環経路内でガスを循環させながら排気浄化装置の再生制御を実行している場合に、エンジン始動条件が成立した時に、即座にエンジンへの燃料供給を開始しても、吸気の空燃比、圧力、温度が、良好に燃焼可能な条件を満たさず、失火等の燃焼不良を招く可能性がある。
【００８６】
そこで、上記構成において、
前記エンジンへの燃料供給停止時に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立した場合には、前記スロットル弁の開度を、該エンジン始動条件が成立する前よりも開き側の開度に変更し、前記切替弁を閉弁し、前記エンジンのクランキングを開始し、該クランキングの開始から所定期間経過後、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するエンジン始動制御手段を更に備えるようにしても良い。
【００８７】
このようなエンジン始動制御手段によれば、エンジン始動条件成立から所定期間は、エンジンへの燃料供給が行われずに、スロットル弁が開弁された状態でクランキングが行われる。この所定期間中に吸気通路に新気が導入されることにより、エンジンの吸気の空燃比がリーン化し、吸気の圧力が上昇し、吸気の温度が低下した状態に変化する。従って、所定期間経過後にエンジンへの燃料供給を開始することにより、良好な燃焼を実現することが可能となる。
【００８８】
この所定期間は、吸気の空燃比、圧力、温度が、良好な燃焼を行うことが可能な条件を
満たすまでに要する時間に基づいて定められる。所定期間は予め実験等により求めても良い。
【００８９】
特に、エンジンにおける燃料の燃焼性は吸気の空燃比が燃焼に適切な空燃比となることが重要である。そこで、上記構成において、
前記エンジンの吸気の空燃比を取得する空燃比取得手段を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記空燃比取得手段により取得される空燃比が所定の基準空燃比よりもリーンであるという条件が成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するようにしても良い。
【００９０】
こうすることで、少なくとも、燃焼可能性に大きな影響を有する空燃比が燃焼に適した値になるまでは、燃料供給が開始されないので、エンジン始動時の燃焼安定性を好適に確保することが可能となる。
【００９１】
また、上記構成において、
前記エンジンの吸気の圧力を取得する吸気圧取得手段と、
前記エンジンの吸気の温度を取得する吸気温度取得手段と、
を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記吸気圧取得手段により取得される吸気の圧力が所定の基準圧力よりも高いという条件と、前記吸気温度取得手段により取得される吸気の温度が所定の基準温度より低いという条件と、の少なくともいずれかが更に成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するようにしても良い。
【００９２】
このように燃焼可能性に影響するパラメータをモニタしながら燃料供給開始タイミングを設定するようにすれば、エンジン始動時の燃焼不良の発生をより確実に抑制することが可能となる。
【００９３】
本発明のエンジンの排気浄化システムは、
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する
という本発明の基本構成において、更に、
前記排気浄化装置下流の排気通路と、前記排気浄化装置上流の排気通路と、を接続する連通路と、
前記連通路において、前記排気浄化装置下流の排気通路側から、前記排気浄化装置上流の排気通路側へ、ガスの流れを発生させる動力源と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記排気浄化装置下流の排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に設けられた排気絞り弁と、
前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記排気絞り弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変
更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記連通路における前記ガスの流れを発生させることによって、前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行するようにしても良い。
【００９４】
このように構成されたエンジンの排気浄化システムによれば、エンジンへの燃料供給停止時において、排気浄化装置から流出したガスが連通路に流入し、排気浄化装置より上流の排気通路に流入し、再び排気浄化装置に流入するという循環経路内のガスの流れが生じる。更に、スロットル弁が閉じ側にされることにより、この循環経路内に流入する低温の新気の量が低減される。更に、この流通経路を、排気浄化装置のすぐ下流から排気浄化装置のすぐ上流にガスを導くように構成すれば、循環経路の長さを可及的に短くすることができるので、循環経路内を循環するガスの熱のうち循環経路の配管壁面から失われる熱を低減することができる。これにより、より確実に循環ガスの温度を高温に維持することができ、エンジンへの燃料供給停止時に再生制御を実行する場合に、排気浄化装置の温度を高温に維持することが可能となる。従って、エンジンへの燃料供給停止時において好適に排気浄化装置の再生制御を実行することが可能となる。
【００９５】
上記構成において、循環経路内のガスの循環を生み出すための動力源としては、前記連通路内のガスを、前記排気浄化装置下流の排気通路側から前記排気浄化装置上流の排気通路側へ流すポンプを用いることができる。
【００９６】
このポンプを動力源として、排気浄化装置を含む循環経路内にガスの流れを生み出すことができる。このポンプの駆動に要するエネルギーは、モータによってエンジンをモータリングしたり、モータによってモータアシストターボチャージャを回転させたりするために要するエネルギーと比較して小さくすることができるため、循環経路内にガスの流れを生み出すために必要な電力消費量を低減することができる。
【００９７】
上記構成において、
前記ポンプよりも前記排気浄化装置下流の排気通路側の前記連通路内に還元剤を供給する還元剤供給手段を更に備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御に還元剤の供給が要求される場合、前記還元剤供給手段によって前記連通路を流れるガス中に還元剤を供給するようにしても良い。
【００９８】
これにより、循環経路内を循環するガス中に還元剤を供給できるとともに、この還元剤がポンプの上流に供給されることから、還元剤がポンプによって循環ガスと良好にミキシングされるので、反応性の高い状態の還元剤を排気浄化装置に供給することが可能となる。これにより、排気浄化装置における還元剤の反応性を向上させることができ、排気浄化装置の排気浄化率を良好に維持することが可能となる。
【００９９】
上記構成において、
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記排気浄化装置よりも上流側の排気通路と前記スロットル弁より下流側の吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記ＥＧＲ弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させるようにしても良い。
【０１００】
こうすることにより、吸気通路内の空気が、ＥＧＲ通路を吸気通路側から排気通路側へと流れ、排気通路に流入し、上述した排気浄化装置を含む循環経路内に流入する。これにより、循環経路内を循環するガス中に酸素を供給することができる。これにより、再生制御としてＰＭフィルタの再生処理を行う場合に、酸素不足によりＰＭの酸化反応が進まなくなることを抑制できる。この酸素の供給量は、ＥＧＲ弁の開度を変更することによって調節することができる。この時、連通路の切替弁の開度を閉じ側に変更しても良い。
【０１０１】
また、吸気通路内の空気を循環経路内を循環するガス中に供給するために、上記構成において、
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記バルブ制御手段により前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させるようにしても良い。
【０１０２】
この場合、吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁状態でオーバーラップした状態となるので、吸気通路内の空気はシリンダを通過して排気通路に流入し、上述した排気浄化装置を含む循環経路内に流入する。これにより、循環経路内を循環するガス中に酸素を供給することができる。
【０１０３】
このように、吸気通路内の空気をＥＧＲ通路又はバルブオーバーラップ状態のシリンダを経由して排気通路に流すとともに、連通路内のガスを排気浄化装置下流の排気通路側から排気浄化装置上流の排気通路側へ流すことが可能な動力源としては、排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所に設けられ、該接続箇所より上流側の排気通路及び該接続箇所より上流側の前記連通路から、前記排気浄化装置側へ、ガスを流すポンプを用いることができる。
【発明の効果】
【０１０４】
本発明により、エンジン停止時の排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０１０６】
図１は、本発明に係るエンジンの排気浄化システムが適用されたハイブリッドシステムの概略構成を表すブロック図である。
【０１０７】
このハイブリッドシステムは、動力源としてエンジン１と、第１モータジェネレータ（以下「ＭＧ１」という）と、第２モータジェネレータ（以下「ＭＧ２」という）と、を有する。エンジン１の動力は動力分割機構３によってＭＧ１及び出力部４に分配出力される。動力分割機構３は、公知の遊星歯車機構によって構成される。ＭＧ２の動力は出力部４に出力される。出力部４に出力されたエンジン１及びＭＧ２の動力は、伝達部８を介して、このハイブリッドシステムが搭載された車両の駆動輪４０を駆動する駆動力として、駆動輪４０に伝達される。伝達部８はドライブシャフトやディファレンシャルギア等の公知の構成を有する。
【０１０８】
ＭＧ１は、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。
【０１０９】
ＭＧ１は、バッテリ２５から供給される電力及び／又は発電機として動作した場合のＭＧ２によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のＭＧ１の動力は、動力分割機構３を介してエンジン１をモータリングする駆動力としてエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に出力される。
【０１１０】
ここで、エンジン１をモータリングする、とは、エンジン１を、燃料の燃焼による内燃エネルギーによらずに外力によって機械的に回転駆動させることを意味する。本実施例のハイブリッドシステムでは、ＭＧ１の動力によってエンジン１モータリングすることができるので、エンジン１において燃料噴射が行われない状態や、エンジン１が自立回転するために必要な噴射量に満たない微少量燃料噴射が行われる状態においても、エンジン１を動作させることができる。
【０１１１】
ＭＧ１は、動力分割機構３を介してＭＧ１に分配されるエンジン１の動力によって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のＭＧ１によって発電される電力は、バッテリ２５を充電するための電力及び／又はＭＧ２をモータとして動作させるための電力として消費される。
【０１１２】
ＭＧ２も、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。
【０１１３】
ＭＧ２は、バッテリ２５から供給される電力及び／又は発電機として動作した場合のＭＧ１によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のＭＧ２の動力は、出力部４を介して、駆動輪４０を駆動するための駆動力として駆動輪４０に伝達される。
【０１１４】
ＭＧ２は、伝達部８及び出力部４を介して伝達される駆動輪４０の運動エネルギーによって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のＭＧ２によって発電される電力は、バッテリ２５を充電するための電力及び／又はＭＧ１をモータとして動作させるための電力として消費される。この場合、駆動輪４０の運動エネルギーによって回生発電が行われ、駆動輪４０に対する制動力となる。
【０１１５】
インバータ２４は、バッテリ２５から供給される直流電力を交流電力に変換してＭＧ１及びＭＧ２に供給するとともに、発電機として動作した場合にＭＧ１及びＭＧ２から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２５に供給する。
【０１１６】
エンジン１はディーゼルエンジンである。図２に、エンジン１の吸排気系及び制御系の
概略構成を示す。
【０１１７】
エンジン１は４気筒エンジンであり、各シリンダ４９には、エンジン１の燃焼室内に燃料を直接噴射供給するコモンレール式のインジェクタ２９が備えられている。エンジン１には、燃焼室内に空気及び後述するＥＧＲガスを供給する吸気通路４２が吸気マニホールド１７を介して接続されている。またエンジン１には、燃焼室内の既燃ガスを排出するための排気通路４３が排気マニホールド１８を介して接続されている。
【０１１８】
各シリンダ４９は図示しない吸気ポートを介して吸気マニホールド１７と連通するとともに、図示しない排気ポートを介して排気マニホールド１８と連通している。各シリンダ４９には、吸気ポートを開閉する不図示の吸気バルブと、排気ポートを開閉する不図示の排気バルブが備えられている。本実施例のエンジン１には、吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを可変制御可能な可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）４６が備えられている。
【０１１９】
吸気マニホールド１７との接続箇所近傍の吸気通路４２には、排気マニホールド１８から排気通路４３に排出された排気の一部を吸気マニホールド１７との接続箇所近傍の吸気通路４２内に導くＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５が接続されている。ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５の接続箇所より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２内を流れるガスの量を調節する第１スロットル弁９が備えられている。第１スロットル弁９より上流側の吸気通路４２には、インタークーラ２が備えられている。
【０１２０】
インタークーラ２の上流側と下流側の吸気通路４２は、インタークーラ２をバイパスするインタークーラバイパス通路１０によって連通している。インタークーラバイパス通路１０の途中にはインタークーラバイパス通路１０を開閉するインタークーラバイパス弁２０が備えられている。
【０１２１】
インタークーラ２より上流側の吸気通路４２には、ターボチャージャ１３のコンプレッサ１１が備えられている。コンプレッサ１１より上流側の吸気通路４２には、後述する排気浄化装置４１から流出した排気の一部をコンプレッサ１１より上流側の吸気通路４２内に導くＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４が接続されている。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の接続箇所より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２内を流れるガスの量を調節する第２スロットル弁２２が備えられている。第２スロットル弁２２より上流側の吸気通路４２には、吸気通路４２に流入する空気の流量を測定するエアフローメータ７が備えられている。
【０１２２】
排気マニホールド１８との接続箇所近傍の排気通路４３には、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５が接続されている。ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５の接続箇所より下流側の排気通路４３には、ターボチャージャ１３のタービン１２が備えられている。
【０１２３】
このターボチャージャ１３は、タービン１２に開度可変のノズルベーン５を備え、ノズルベーン５の開度を変化させることによってターボチャージャ１３による過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャである。さらに、このターボチャージャ１３は、排気のエネルギーによらずにタービン１２を回転駆動することが可能なターボアシストモータ２１を備えている。ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転させることにより、排気の流れが存在しない状況においても、タービン１２を回転させ、これによりタービン１２の上流側の排気通路４２から下流側の排気通路４２へ流れるガスの流れを作り出すことができる。
【０１２４】
タービン１２より下流側の排気通路４３には、排気の空燃比を測定する第１Ａ／Ｆセンサ５０が備えられている。第１Ａ／Ｆセンサ５０より下流側の排気通路４３には、排気中
に燃料を添加する燃料添加弁１９が備えられている。燃料添加弁１９より下流側の排気通路４３には、排気浄化装置４１が備えられている。排気浄化装置４１は、酸化触媒と、該酸化触媒の後段に配置され排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタと、を有する。
【０１２５】
排気浄化装置４１の上流側と下流側との差圧を測定する差圧センサ４７が備えられている。排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３には、排気浄化装置４１から流出する排気の温度を測定する排気温度センサ３７と、排気浄化装置４１から流出する排気の空燃比を測定する第２Ａ／Ｆセンサ３８が備えられている。排気温度センサ３７及び第２Ａ／Ｆセンサ３８より下流側の排気通路４３には、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４が接続されている。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の接続箇所より下流側の排気通路４３には、排気通路４３を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁６が備えられている。
【０１２６】
タービン１２より上流側の排気通路４３と、コンプレッサ１１より下流側の吸気通路４２とは、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５によって連通しているおり、タービン１２より上流側の排気通路４３を流れる排気の一部が、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通って、ＨＰＬ−ＥＧＲガスとしてコンプレッサ１１より下流側の吸気通路４２に流入することができる。ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５の途中にはＨＰＬ−ＥＧＲガスを冷却するＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６が備えられている。ＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６の上流側と下流側のＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５は、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３６によって連通している。ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３６の途中には、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３６を開閉するＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁２３が備えられている。ＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６より吸気通路４２側のＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５には、ＨＰＬ−ＥＧＲガスの量を調節するＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４が備えられている。
【０１２７】
排気浄化装置４１より下流側の排気通路４３と、第２スロットル弁２２とコンプレッサ１１との間の吸気通路４２とは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４によって連通しており、排気通路４３を流れる排気の一部が、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って、ＬＰＬ−ＥＧＲガスとして吸気通路４２に流入することができる。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の途中にはＬＰＬ−ＥＧＲガスを冷却するＬＰＬ−ＥＧＲクーラ３３が備えられている。ＬＰＬ−ＥＧＲクーラ３３の上流側と下流側のＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４は、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３５によって連通している。ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３５の途中には、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３５を開閉するＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４が備えられている。ＬＰＬ−ＥＧＲクーラ３３より吸気通路４２側のＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４には、ＬＰＬ−ＥＧＲガス量を調節するＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５が備えられている。
【０１２８】
エンジン１には、エンジン１の冷却水温を測定する水温センサ４８、エンジン１のクランクシャフトの回転角度を測定するクランク角度センサ３０、アクセルペダル５２の踏み込み量を測定するアクセル開度センサ２７、ハイブリッドシステムが搭載された車両の車速を測定する車速センサ２８が備えられている。
【０１２９】
図１、図２に基づいて、このハイブリッドシステムの制御系について説明する。
【０１３０】
このハイブリッドシステムは、ハイブリッドシステム全体の動作を制御するコンピュータユニットであるＥＣＵ２６を備える。ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の公知の構成を有する電子制御コンピュータである。
【０１３１】
ＥＣＵ２６には、差圧センサ４７、車速センサ２８、水温センサ４８、クランク角度センサ３０、エアフローメータ７、アクセル開度センサ２７、排気温度センサ３７、第１Ａ／Ｆセンサ５０、第２Ａ／Ｆセンサ３８、バッテリ２５の充電状態を取得するＳＯＣセン
サ５１、ＭＧ１の回転数を測定するＭＧ１回転数センサ３１、ＭＧ２の回転数を測定するＭＧ２回転数センサ３２、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の状態量を測定するセンサ装置が接続されており、各センサによって測定された状態量の情報がＥＣＵ２６に入力される。
【０１３２】
また、ＥＣＵ２６には、ＶＶＴ４６、燃料添加弁１９、インジェクタ２９、第１スロットル弁９、第２スロットル弁２２、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４、排気絞り弁６、ノズルベーン５、ターボアシストモータ２１、インタークーラバイパス弁２０、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁２３、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４、インバータ２４、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の装置を駆動するアクチュエータ等が接続されており、前記各センサから入力される情報に基づいてこれら各機器の動作を駆動制御する制御信号を出力する。
【０１３３】
ＥＣＵ２６は、アクセル開度センサ２７から入力されるアクセル開度情報、クランク角度センサ３０から入力されるクランク角度情報に基づいて、現在のエンジン負荷、エンジン回転数、要求トルクを算出するとともに、ＳＯＣセンサ５１からのバッテリ２５の充電状態情報やエアコン等の補機類の要求電力等に応じて、エンジン１の要求トルクを算出する。そして、算出された要求トルクに基づいて、インジェクタ２９からの燃料噴射量や吸入空気量を制御する。インジェクタ２９からの燃料噴射量の目標値は、上記のようにして各センサからの情報に基づいて把握されたエンジン負荷及びエンジン回転数から、マップに基づいて決定される。また、エンジン回転数及び吸入空気量から、スモーク発生量が許容上限を超えないように定められるスモーク限界噴射量がマップに基づいて決定される。燃料噴射量の目標値がスモーク限界噴射量を超えないように、最終的な燃料噴射指令値が決定され、インジェクタ２９に指令信号が送出される。
【０１３４】
ＥＣＵ２６は、各センサからの入力に基づいて把握される車両の運転状態、バッテリ２５の充電状態、運転者からの要求に関する情報に基づいて、エンジン１、ＭＧ１及びＭＧ２の動作を制御する。
【０１３５】
例えば、車両の走行開始直後の低速運転状態では、エンジン１を停止状態とし、ＭＧ２をモータとして力行させ、ＭＧ２のみの動力によって車両走行用の駆動力を出力する。このような走行モードをＥＶ走行モードと称する。
【０１３６】
車両の速度が上昇し所定の速度又は負荷に達すると、ＭＧ１によってエンジン１をクランキングするとともにインジェクタ２９による燃料噴射を開始してエンジン１を始動させ、エンジン１及びＭＧ２を併用して車両走行用の駆動力を出力する。この場合、エンジン１の出力の一部が動力分割機構３によってＭＧ１に分配され、ＭＧ１が発電した電力によってＭＧ２をモータとして動作させ、ＭＧ２の動力によってエンジン１をアシストする。
【０１３７】
また、ＳＯＣセンサ５１からの情報によって、バッテリ２５の充電量が所定の基準レベル以下に低下している場合には、車両走行用の駆動力を出力するためにエンジン１に要求される出力以上の動力をエンジン１に出力させ、エンジン１の余剰動力によってＭＧ１を発電機として動作させてバッテリ２５の充電を行う。
【０１３８】
制動要求時には、駆動輪４０の回転エネルギーをＭＧ２に伝達してＭＧ２を発電機として動作させて回生発電による制動が行われる。
【０１３９】
ＥＣＵ２６は、運転状態に応じてＭＧ１／ＭＧ２のモータ／発電の要求動作状態、ＭＧ１及びＭＧ２の要求出力回転数及び要求出力トルクを求め、ＭＧ１及びＭＧ２をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ２４に出力する。インバータ２４は、ＥＣＵ２６からの
指令に従い、バッテリ２５から供給される直流電圧からＭＧ１及びＭＧ２へ供給する三相交流電流を生成する。
【０１４０】
また、ＥＣＵ２６は、エンジン１に対していわゆるエコラン制御を行う。すなわち、例えば交差点における信号待ち等で車両が停止した場合等の所定のエンジン停止条件が成立する時に、エンジン１を自動的に停止させ、その後、例えばブレーキペダルの踏み込みが解除された場合やクラッチが踏み込まれた場合等の所定のエンジン始動条件が成立する時に、エンジン１を自動的に始動させる制御を行う。このようなエコラン制御を実行することにより、燃費の向上とエミッションの改善を図っている。
【０１４１】
次に、本実施例の特徴点であるフィルタの再生制御について説明する。
【０１４２】
排気浄化装置４１のフィルタに捕集されたパティキュレートマターの量が多くなるに従ってフィルタにおける圧力損失が大きくなるため、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量が所定の基準量を超えたと判断されたら、フィルタの温度をパティキュレートマターの着火温度まで上昇させ、パティキュレートマターを酸化させてフィルタから除去するフィルタ再生制御を行う。
【０１４３】
エンジン１が運転中におけるフィルタ再生制御は、エンジン１の負荷を高めることによって行う。エンジン１の負荷が高められることにより、エンジン１からの排気の温度が高くなるので、フィルタの温度が上昇し、フィルタに捕集されたパティキュレートマターが酸化される。エンジン１の運転中のフィルタ再生制御はこれ以外の公知の制御方法を用いても良い。
【０１４４】
更に、本実施例では、エンジン１の停止時においてもフィルタ再生制御を実行することを特徴とする。本実施例においてエンジン１の停止時とは、ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作している場合又はエコラン制御によってエンジン１が自動停止される場合を指す。エンジン１の停止時に実行されるフィルタ再生制御について、図３に基づいて説明する。図３は、エンジン１の停止時に行われるフィルタ再生制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０１４５】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６は、エンジン１が停止状態であるか否かを判定する。本実施例では、ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作している場合、又は、エコラン制御によってエンジン１が自動停止されている場合に、エンジン１が停止状態であると判定される。ステップＳ１０１においてエンジン１が停止状態であると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１においてエンジン１が停止状態でないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１４６】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２６は、フィルタ再生制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。本実施例では、上記のように、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量が前記基準量を超えたと判断した場合に、フィルタ再生制御の実行条件が成立していると判定される。本実施例では、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量は、差圧センサ４７による測定値に基づいて判断する。すなわち、差圧センサ４７による測定値に基づいてフィルタにおける圧力損失を算出し、算出された圧力損失が予め定められた基準圧力損失より大きい場合に、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量が前記基準量を超えたと判定する。ステップＳ１０２においてフィルタ再生制御の実行条件が成立していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０３に進む。フィルタ再生制御の実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ
２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１４７】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２６は、フィルタの昇温制御を実行する。本実施例では、ＭＧ１によってエンジン１をモータリングするとともに燃料添加弁１９によって排気通路４３に燃料添加を行う。この時、第２スロットル弁２２及び第１スロットル弁９を開弁する。これにより、吸気通路４２内に吸入された空気は、燃焼せずにエンジン１を通過し、排気通路４３に排出され、燃料添加弁１９によって添加された燃料とともに排気通路４３を流れて、排気浄化装置４１に流入する。そして、排気浄化装置４１のフィルタの前段に配置された酸化触媒において空気中の酸素と添加燃料とが反応し、その反応熱によって後段のフィルタが昇温される。
【０１４８】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２６は、フィルタの温度を取得する。本実施例では、排気温度センサ３７によって排気浄化装置４１から流出する排気の温度を測定し、この測定値に基づいてフィルタの温度を推定する。
【０１４９】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２６は、フィルタの昇温が完了したか否か判定する。本実施例では、ステップＳ１０４で取得したフィルタの温度が所定の基準温度以上になった場合に、フィルタの昇温が完了したと判定する。ここで、基準温度は、フィルタにおいてパティキュレートマターの酸化反応が進行するために必要なフィルタの温度に基づいて定められる（例えば６００℃）。ステップＳ１０５でフィルタの昇温が完了したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５でフィルタの昇温が完了していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０４に戻る。
【０１５０】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を実行する。ここで、排気循環制御とは、フィルタから流出する排気の少なくとも一部を、フィルタを含む循環経路内で循環させる制御を意味する。本実施例では、具体的には、第２スロットル弁２２を閉弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を開弁し、第１スロットル弁９を開弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、インタークーラバイパス弁２０を開弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４を開弁し、排気絞り弁６を閉弁する弁開閉制御を実行するとともに、ＭＧ１によってエンジン１をモータリングする。
【０１５１】
これにより、フィルタから流出するガスは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って吸気通路４２に流入し、ＭＧ１によってモータリングされるエンジン１に吸入される。ここでは、エンジン１への燃料供給は停止中であるから、エンジン１に吸入された吸気は燃焼することなくそのまま排気通路４３に排出される。排気通路４３に排出された排気はタービン１２を経てフィルタに流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、フィルタから流出したガスが、フィルタを含む循環経路内を循環することになる。ここでは、フィルタの昇温が完了しており、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が開始しているため、フィルタからは高温のガスが流出している。この高温のガスが上記循環経路内を循環して再びフィルタに流入するので、フィルタの温度を高温に保つことが可能となる。
【０１５２】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２６は、ＶＶＴ４６により、エンジン１の排気バルブの閉弁時期を早め、上死点直後の時期に排気バルブの開弁時期を設定する。これにより、圧縮行程で圧縮されて高温になったシリンダ４９内のガスは、エンジン１の冷却水による冷却や膨張行程における膨張によって温度低下してしまう前に、排気通路４３に排出される。これにより、上記循環経路内を循環してフィルタに流入するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。よって、フィルタ再生制御実行中のフィルタの温度をより確実に高温に保つことが可能となる。
【０１５３】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２６は、フィルタに流入する排気の酸素濃度を取得する。本実施例では、第２Ａ／Ｆセンサ３８によって排気の空燃比を測定し、この測定値に基づいてフィルタに流入する排気の酸素濃度を推定する。
【０１５４】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ２６は、フィルタに流入する排気の酸素濃度が、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行するために必要な酸素濃度に対して不足しているか否かを判定する。本実施例では、ステップＳ１０８で取得したフィルタに流入する排気の酸素濃度が所定の基準酸素濃度未満である場合に、フィルタに流入する排気の酸素濃度が不足していると判定する。ここで、基準酸素濃度は、フィルタにおいてパティキュレートマターの酸化反応が進行するために必要なフィルタ流入ガスの酸素濃度に基づいて定められる。ステップＳ１０９でフィルタ流入ガスの酸素濃度が不足していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０９でフィルタ流入ガスの酸素濃度が不足していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１５５】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２６は、フィルタの温度が基準温度以上であるか否かを判定する。基準温度は、上記のように、フィルタにおいてパティキュレートマターの酸化反応が進行するために必要な温度に基づいて予め定められる。ステップＳ１１０でフィルタの温度が基準温度以上であると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１０でフィルタの温度が基準温度以上ではないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１５６】
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２６は、フィルタを含む循環経路内を循環しているガスの酸素濃度を高める制御を実行する。本実施例では、第２スロットル弁２２の開度を開き側の開度に変更する。こうすることで、上述した循環経路内に流入する新気の量が増加するので、循環経路内を循環してフィルタに流入するガスの酸素濃度を高めることができる。ステップＳ１１１を実行したＥＣＵ２６は、ステップＳ１０８に戻る。
【０１５７】
以上説明したフィルタ再生制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタを含む循環経路内で、フィルタから流出する高温のガスを循環させるので、フィルタの温度の低下を抑制することができる。そして、フィルタの温度を高温状態に維持し、且つ、フィルタにおけるパティキュレートマターの酸化反応のために最低限必要な酸素を供給できるように、第２スロットル弁２２の開度が制御されるので、循環経路内を循環するガス中に連続的に新気を導入しながらフィルタ再生制御を実行することができる。
【０１５８】
従来、エンジン停止時にＭＧ１によってエンジンモータリングを行いながらフィルタ再生制御を実行する場合に、パティキュレートマターの酸化反応のために必要な酸素をフィルタに供給すべく新気を導入すると、低温の新気によってフィルタの温度が低下してしまうため、フィルタの温度が低下したら新気の導入を停止し、フィルタを再度昇温させてから再び新気の導入を開始する、というように酸素の供給を断続的に行わざるを得ず、連続的に新気を導入することが難しかった。そのため、フィルタの再生速度（パティキュレートマターが酸化してフィルタから除去される速度）が遅い、という問題があった。
【０１５９】
この点、本実施例の場合、上述のように、連続的に新気を導入しても、フィルタから排出される高温のガスがフィルタを含む循環経路内を循環するため、フィルタの温度が低下することを抑制できる。従って、フィルタへ酸素の供給を連続的に行うことが可能であり、フィルタの再生速度を速めることが可能となる。
【０１６０】
なお、このような本実施例に特有の効果を奏するためには、最低限、エンジン１の停止中にフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタから流出する排気を循環させることができ、且つ、フィルタの温度低下を抑制しつつフィルタ再生制御に必要な酸素をフィルタに供給可能なように第２スロットル弁２２の開度を調節することができれば十分である。
【０１６１】
従って、ＨＰＬ−ＥＧＲに関わる構成要素（ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３６、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁２３、第１スロットル弁９）は必ずしも必要ではない。また、ターボチャージャ１３がモータアシストターボチャージャ或いは可変容量型ターボチャージャである必要もない。また、エンジン１の停止時にフィルタを含む循環経路内でフィルタから流出する排気を循環させるための動力源としてエンジン１をモータリング可能なＭＧ１を有していれば十分であり、エコラン制御を実行可能なシステムである必要はない。また、ＭＧ１に相当するエンジンモータリング用の動力源を有していれば、ハイブリッドシステムの構成は本実施例で例示した構成に限定されるわけではない。
【０１６２】
また、インタークーラバイパス通路１０を設けてフィルタ再生制御時にインタークーラバイパス弁２０を開弁することや、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路３５を設けてフィルタ再生制御時にＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４を開弁することや、ＶＶＴ４６によって排気バルブの開弁時期を進角させることは、これらを実行することによってエンジン停止時にフィルタに流入するガスの温度を高温に維持するという本実施例に特有の効果をより一層高めることができるものの、本実施例の効果を奏するために必須の要件ではない。
【０１６３】
また、フィルタ再生制御の実行条件の判定のために、差圧センサ４７による測定値に基づいてフィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量を推定する例を示したが、その他公知の種々の方法によってフィルタ再生制御の実行条件を判定しても良い。また、フィルタ昇温制御として、燃料添加弁１９から排気中に燃料を添加してフィルタ前段の酸化触媒で酸化還元反応させる方法を例示したが、その他公知の種々の方法によってフィルタを昇温しても良い。また、フィルタ再生制御のための酸素が不足しているか否かの判定を、フィルタから流出する排気の空燃比を測定する第２Ａ／Ｆセンサ３８の測定値に基づいて行う場合を例示したが、酸素不足の判定方法もその他公知の種々の方法を利用可能である。また、本実施例では、フィルタの温度を取得するためにフィルタから流出する排気の温度の測定結果に基づく推定を行う例について説明したが、フィルタの温度を取得する方法はその他公知の種々の方法を用いることができる。
【０１６４】
本実施例において、第２スロットル弁２２が、本発明におけるスロットル弁に相当する。ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５が、本発明におけるＥＧＲ弁に相当する。ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４が、本発明におけるＥＧＲ通路に相当する。ＭＧ１が、本発明におけるエンジン以外の動力源（非エンジン動力源ともいう）、特に「第２の動力源」に相当する。ＭＧ２が、本発明におけるエンジン以外の動力源（非エンジン動力源ともいう）、特に「第１の動力源」に相当する。ステップＳ１０６において、第２スロットル弁２２を閉弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を開弁し、エンジン１をモータリングするようにＭＧ１を制御するＥＣＵ２６が、本発明における排気循環手段に相当する。ＶＶＴ４６が、本発明における可変バルブタイミング装置に相当する。ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５、ステップＳ１０７〜ステップＳ１１１を実行するＥＣＵ２６が、本発明における再生制御手段に相当する。
【実施例２】
【０１６５】
次に、本発明の実施例２を説明する。本実施例は、実施例１で説明したハイブリッドシステムにおいて、エンジン１の停止中にフィルタを含む循環経路内で排気を循環させながらフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタが過昇温することを抑制するための制御
を行うことを特徴とする。本実施例において、実施例１と実質的に同一の構成要素については、実施例１と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
【０１６６】
本実施例において、エンジン１の停止時に実行されるフィルタ再生制御について、図４に基づいて説明する。図４は、エンジン１の停止時に行われるフィルタ再生制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０１６７】
ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７までは実施例１において図３に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップＳ１０７を実行したＥＣＵ２６は、ステップＳ２０８に進む。
【０１６８】
ステップＳ２０８において、ＥＣＵ２６は、フィルタの温度を取得する。ステップＳ２０８では、実施例１のステップＳ１０４で説明したのと同様に、排気温度センサ３７によって排気浄化装置４１から流出する排気の温度を測定し、この測定値に基づいてフィルタの温度を推定して取得する。
【０１６９】
ステップＳ２０９において、ＥＣＵ２６は、フィルタが過昇温する虞があるか否か判定する。本実施例では、ステップＳ２０８で取得したフィルタの温度が所定の上限温度を超えた場合に、フィルタが過昇温する虞があると判定する。ここで、上限温度は、それ以上フィルタの温度が上昇するとフィルタが過昇温して破損する可能性が高まると判断可能なフィルタの温度であり、予め実験等により求められる（例えば７００℃）ステップＳ２０９でフィルタが過昇温する虞があると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２０９でフィルタが過昇温する虞はないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１７０】
ステップＳ２１０において、ＥＣＵ２６は、フィルタを含む循環経路内を循環しているガスの温度を低下させる制御を実行する。本実施例では、第２スロットル弁２２の開度を開き側に変更し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５の開度を閉じ側に変更し、ＭＧ１によるエンジン１のモータリング回転数を上昇させる。第２スロットル弁２２が開き側に変更されることにより、低温の新気が循環経路内に流入し、循環経路内のガスの温度が低下する。また、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５が閉じ側に変更されることにより、循環経路内に流入するフィルタからの高温の排気が減少するので、循環経路内のガスの温度が低下する。また、ＭＧ１によるエンジン１のモータリング回転数を上昇させることにより、フィルタを通過するガス量が増加するので、通過ガスによる熱の持ち去りによってフィルタの温度を低下させることができる。ステップＳ２１０を実行した後、ＥＣＵ２６はステップＳ２０８に戻る。
【０１７１】
実施例１で説明したように、本実施例では、エンジン１の停止時にフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタを含む循環経路内で、フィルタから流出する高温のガスを循環させるので、フィルタの温度低下を抑制することができるという効果がある。この効果のために、場合によっては、フィルタの温度が高くなり過ぎてしまう可能性もある。その点、本実施例によれば、フィルタの温度が上限温度を超えた場合には、逆に循環経路内のガス温度やフィルタの温度を低下させる制御が実行されるので、フィルタの過昇温を抑制することができる。
【０１７２】
なお、本実施例では、ステップＳ２１０において循環経路内のガスの温度を低下させるために、第２スロットル弁２２を開き側にし、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を閉じ側にし、ＭＧ１によるエンジンモータリング回転数を上昇させる制御を行ったが、少なくともこれらのいずれかを実行するように構成しても良い。その場合でも、循環経路内のガスの温度を低下させるという効果を奏することができる。
【０１７３】
本実施例において、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５、ステップＳ１０７、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１０を実行するＥＣＵ２６が、本発明における再生制御手段に相当する。
【実施例３】
【０１７４】
次に、本発明の実施例３を説明する。本実施例では、エンジン１の停止時にフィルタ再生制御を実行する場合に、ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転駆動することによって、フィルタを含む循環経路内で排気を循環させる。この点で、エンジン停止時にＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることによって循環経路内で排気を循環させるようにした実施例１又は実施例２と相違する。本実施例において、実施例１又は実施例２と実質的に同一の構成要素については、実施例１又は２と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
【０１７５】
本実施例において、エンジン１の停止時に実行されるフィルタ再生制御について、図５に基づいて説明する。図５は、エンジン１の停止時に行われるフィルタ再生制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０１７６】
ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５までは実施例１において図３に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップＳ１０５を実行したＥＣＵ２６は、ステップＳ３０６に進む。
【０１７７】
ステップＳ３０６において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を実行する。本実施例における排気循環制御では、第２スロットル弁２２を閉弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を開弁し、第１スロットル弁９を開弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、インタークーラバイパス弁２０を開弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４を開弁し、排気絞り弁６を閉弁し、ＶＶＴ４６によってエンジン１の吸気バルブ及び排気バルブをともに開弁状態で停止させる弁制御を実行するとともに、ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転駆動する。
【０１７８】
ＶＶＴ４６によってエンジン１の吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁状態で固定されるので、エンジン１が停止している場合でも、吸気マニホールド１７内に流入した吸気はシリンダ４９内を通過して排気マニホールド１８内に流出する。これにより、フィルタから流出するガスは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って吸気通路４２に流入し、吸気マニホールド１７、シリンダ４９、排気マニホールド１８を通って排気通路４３に流出し、ターボアシストモータ２１によって回転駆動されるタービン１２によって排気浄化装置４１側に送り出され、再びフィルタに流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、フィルタから流出したガスが、フィルタを含む循環経路内を循環することになる。実施例１でも説明したように、この時フィルタの昇温が完了しており、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が開始しているため、フィルタからは高温のガスが流出している。この高温のガスが上記循環経路内を循環して再びフィルタに流入するので、フィルタの温度を高温に保つことが可能となる。
【０１７９】
本実施例では、ステップＳ３０６を実行したＥＣＵ２６は、実施例２において図４に基づいて説明したステップＳ２０８〜Ｓ２０９を実行する。すなわち、フィルタの温度を取得し、フィルタが過昇温する虞があるか否かを判定する。ステップＳ２０９でフィルタが過昇温する虞があると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ３１０に進む。ステップＳ２０９でフィルタが過昇温する虞はないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１８０】
ステップＳ３１０において、ＥＣＵ２６は、フィルタを含む循環経路内を循環しているガスの温度を低下させる制御を実行する。本実施例では、第２スロットル弁２２の開度を開き側に変更し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５の開度を閉じ側に変更し、ターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転数を上昇させる。第２スロットル弁２２を開き側に変更すること及びＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を閉じ側に変更することによる循環経路内のガス温度の低下効果については、実施例２で説明した通りである。ターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転数を上昇させることにより、フィルタを通過するガス量が増加するので、通過ガスによる熱の持ち去りによってフィルタの温度を低下させることができる。ステップＳ３１０を実行した後、ＥＣＵ２６はステップＳ２０８に戻る。
【０１８１】
本実施例によれば、フィルタの温度が上限温度を超えた場合には、循環経路内のガス温度やフィルタの温度を低下させる制御が実行されるので、フィルタの過昇温を抑制することができる。
【０１８２】
なお、本実施例では、ステップＳ３１０において、第２スロットル弁２２を開き側にすること、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を閉じ側にすること、及び、ターボアシストモータ２１によってタービン１２の回転数を上昇させることの全てを実行することによって、循環経路内のガス温度を効果的に低下させる例を説明したが、少なくともこれらのいずれかを実行するように構成しても、循環経路内のガスの温度を低下させるという効果を奏することができる。
【０１８３】
また、本実施例は、実施例２におけるＭＧ１によるエンジンモータリングの代わりに、ターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転駆動を用いて、エンジン停止時にフィルタから流出するガスをフィルタを含む循環経路内で循環させる場合について説明したが、実施例１におけるＭＧ１によるエンジンモータリングの代わりに、このターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転駆動を用いることもできる。この場合、エンジン停止時のフィルタ再生制御ルーチンは、図３のフローチャートにおけるステップＳ１０６の代わりに図５のステップＳ３０６を実行し、ステップＳ３０６を実行した後、図３のステップＳ１０８〜ステップＳ１１１を実行するようにすれば良い。こうすることで、ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転駆動することによってエンジン停止時にフィルタからのガスを循環させるようにした構成においても、フィルタの温度低下を抑制しつつフィルタ再生制御に必要な酸素を連続的にフィルタに供給することができ、フィルタの再生速度を向上させることができる。
【０１８４】
また、本実施例のように、エンジン停止時のガス循環のためにターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転駆動を利用する場合には、エンジン１をモータリングすることが可能なＭＧ１のような動力源を備えている必要はない。従って、少なくともターボアシストターボチャージャを備えていれば、エンジンのみを動力源として搭載した非ハイブリッド車両に対しても本実施例を適用することが可能である。
【０１８５】
本実施例において、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５、ステップＳ２０８〜ステップＳ２０９、ステップＳ３１０を実行するＥＣＵ２６が、本発明における再生制御手段に相当する。
【実施例４】
【０１８６】
次に、本発明の実施例４を説明する。本実施例では、図２に示したハイブリッドシステムの構成において、排気浄化装置４１は、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を有している。このＮＯｘ触媒は、酸素過剰雰囲気中において排気中のＮＯｘを吸蔵し、該吸蔵したＮＯｘを酸素濃度が低下した還元雰囲気中において放出し、該放出したＮＯｘを還元剤の存在下で還
元することによって排気を浄化する触媒である。
【０１８７】
本実施例では、少なくともエンジン１に車両駆動用の動力を発生させる運転モードでハイブリッドシステムが動作している時に、エンジン１から排出される排気中のＮＯｘをＮＯｘ触媒に吸蔵させる。そして、エンジン１の停止時に、燃料添加弁１９によってリッチスパイクを行うことによってＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させて還元するＮＯｘ還元制御を行う。ここで、エンジン１の停止時とは、ハイブリッドシステムがＥＶ走行モードで動作している場合又はエコラン制御によってエンジン１が自動停止される場合を指す。エンジン１の停止時に実行されるＮＯｘ還元制御について、図６に基づいて説明する。図６は、エンジン１の停止時に行われるＮＯｘ還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０１８８】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６は、エンジン１が停止状態であるか否かを判定する。このステップＳ１０１の内容は、実施例１で説明した図３のステップＳ１０１の内容と同一であるから詳細な説明は省略する。本実施例では、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０１を実行した後、ステップＳ４０２に進む。
【０１８９】
ステップＳ４０２において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ還元制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。本実施例では、上記のように、基本的にはエンジン動作中にＮＯｘ触媒にＮＯｘを吸蔵させ、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する。しかし、エンジン停止時であっても、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの吸蔵量がＮＯｘ還元制御の実行を必要とするほど多くない場合には、ＮＯｘ還元制御を実行せずにこのルーチンを一旦抜ける。本実施例では、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量は、前回ＮＯｘ還元制御を実行してからの運転履歴（燃料消費量、走行距離、その他の情報）に基づいて推定する。推定されたＮＯｘ吸蔵量が所定の基準量を超えている場合に、ＮＯｘ還元制御の実行条件が成立していると判定する。ステップＳ４０２においてＮＯｘ還元制御の実行条件が成立していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ４０３に進む。ＮＯｘ還元制御の実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１９０】
ステップＳ４０３において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ触媒の昇温制御を実行する。ステップＳ４０３におけるＮＯｘ触媒の昇温制御の内容は、実施例１において説明した図３のステップＳ１０３のフィルタの昇温制御と実質的に同一である。すなわち、燃料添加弁１９によって排気中に燃料添加を行い、この添加燃料と空気中の酸素との反応熱を利用して、ＮＯｘ触媒を昇温する。
【０１９１】
ステップＳ４０４において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ触媒の温度を取得する。本実施例では、排気温度センサ３７によって排気浄化装置４１から流出する排気の温度を測定し、この測定値に基づいてＮＯｘ触媒の温度を推定する。ＮＯｘ触媒の床温を直接測定するセンサを備えた構成としても良い。
【０１９２】
ステップＳ４０５において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ触媒の昇温が完了したか否かを判定する。本実施例では、ステップＳ４０４で取得したＮＯｘ触媒の温度が所定の基準温度以上になった場合に、ＮＯｘ触媒の昇温が完了したと判定する。ここで、基準温度は、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘの還元反応が進行するために必要なＮＯｘ触媒の温度に基づいて定められる（例えば２００℃）。ステップＳ４０５でＮＯｘ触媒の昇温が完了したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０６に進む。このステップＳ１０６の内容は、実施例１で説明した図３のステップＳ１０６の内容と同一であるから詳細な説明を省略する。ステップＳ４０５でＮＯｘ触媒の昇温が完了していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ４０４に戻る。
【０１９３】
ＥＣＵ２６がステップＳ１０６を実行することにより、ＮＯｘ触媒から流出するガスは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って吸気通路４２に流入し、ＭＧ１によってモータリングされるエンジン１に吸入される。ここでは、エンジン１への燃料供給は停止中であるから、エンジン１に吸入された吸気は燃焼することなくそのまま排気通路４３に排出される。排気通路４３に排出された排気はタービン１２を経てＮＯｘ触媒に流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、ＮＯｘ触媒から流出したガスが、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内を循環することになる。従って、後述するステップＳ４０８でリッチスパイクを実行して、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの放出還元反応を開始した場合に、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びＮＯｘ触媒に流入するので、ＮＯｘ触媒の温度を高温に保つことが可能となる。
【０１９４】
さらに、第２スロットル弁２２が閉弁されていることから、この循環経路内への新気の流入が抑制される。従って、ＮＯｘ触媒に流入する循環ガスの空燃比はリッチ側に維持されることになる。これにより、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘ放出・還元の反応が好適に進行するための還元雰囲気を作り出すために燃料添加弁１９からリッチスパイクによって添加すべき燃料の量を低減することができる。その結果、ＮＯｘ還元制御の実行に必要な燃料添加量を抑えることができるので、ＮＯｘ還元制御に係る燃料消費量を抑制することが可能となる。
【０１９５】
ステップＳ４０７において、ＥＣＵ２６は、ノズルベーン５の開度を開き側に変更する。これにより、可変容量型のターボチャージャ１３のタービン１２の回転速度が低下する。従って、エンジン１から排出された排気の有する熱エネルギーの内、タービン１２の回転運動に変換されるエネルギーの量が少なくなる。すなわち、タービン１２を通過する前後における排気の温度低下を抑制することができる。これにより、上記循環経路内を循環してＮＯｘ触媒に流入するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。よって、ＮＯｘ還元制御実行中のＮＯｘ触媒の温度をより確実に高温に保つことが可能となる。
【０１９６】
ステップＳ４０８において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によりリッチスパイクを実行し、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの放出・還元反応を開始する。
【０１９７】
以上説明したＮＯｘ還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスを循環させるので、ＮＯｘ触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、ＮＯｘ触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気をＮＯｘ還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、ＮＯｘ還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。
【０１９８】
なお、このような本実施例に特有の効果を奏するためには、最低限、エンジン１の停止中にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、ＮＯｘ触媒から流出する排気を循環させることができれば十分である。また、本実施例では、エンジン１の停止時にＮＯｘ触媒を含む循環経路内でＮＯｘ触媒から流出する排気を循環させるための動力源としてエンジン１をモータリング可能なＭＧ１を有していれば十分である。従って、ＨＰＬ−ＥＧＲに関わる構成要素や、ターボアシストモータ２１や、エコラン制御を実行可能なシステムは必須ではない。また、ＭＧ１に相当するエンジンモータリング用の動力源を有していれば、ハイブリッドシステムの構成は本実施例で例示した構成に限定する必要はない。
【０１９９】
また、インタークーラバイパス弁２０を開弁することや、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４を開弁することや、ノズルベーン５を開弁することは、これらを実行することによってエンジン停止時にＮＯｘ触媒に流入するガスの温度を高温に維持するという本実施
例の効果をより一層高めることができるものの、本実施例の効果を奏するために必須ではない。
【０２００】
また、本実施例では、ＮＯｘ還元制御の実行要否の判定を前回のＮＯｘ還元制御の実行からの運転履歴に基づいて行う例について説明したが、判定方法はこれに限る必要はなく、公知の種々の方法によってＮＯｘ還元制御の実行用比の判定を行うことができる。
【実施例５】
【０２０１】
次に、本発明の実施例５を説明する。本実施例では、エンジン１の停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転駆動することによって、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で排気を循環させる。この点で、エンジン停止時にＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることによって循環経路内で排気を循環させるようにした実施例４と相違する。本実施例において、実施例４又は既述の各実施例と実質的に同一の構成要素については、それら各実施例と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
【０２０２】
本実施例において、エンジン１の停止時に実行されるＮＯｘ還元制御について、図７に基づいて説明する。図７は、エンジン１の停止時に行われるＮＯｘ還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０２０３】
ステップＳ１０１〜ステップＳ４０５までは実施例４において図６に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップＳ４０５でＮＯｘ触媒の昇温が完了したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ５０６に進む。
【０２０４】
ステップＳ５０６において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を実行する。本実施例における排気循環制御では、第２スロットル弁２２を閉弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を開弁し、第１スロットル弁９を開弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を開弁し、インタークーラバイパス弁２０を開弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁３４を開弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁２３を開弁し、排気絞り弁６を閉弁するとともに、ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転駆動する。
【０２０５】
ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４が開弁されるので、エンジン１が停止している場合でも、吸気通路４２内の吸気はＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通って排気通路４３に流入する。すなわち、エンジン運転時にＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４が開弁されて通常のＥＧＲが行われる場合とはＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５内のガスの流れる向きが逆になる。これにより、ＮＯｘ触媒から流出するガスは、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って吸気通路４２に流入し、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通って排気通路４３に流入し、ターボアシストモータ２１によって回転駆動されるタービン１２によって排気浄化装置４１側に送り出され、再びＮＯｘ触媒に流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、ＮＯｘ触媒から流出したガスが、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で循環することになる。従って、後のステップＳ４０８でリッチスパイクを実行して、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの放出還元反応を開始した場合に、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びＮＯｘ触媒に流入するので、ＮＯｘ触媒の温度を高温に保つことが可能となる。
【０２０６】
さらに、第２スロットル弁２２が閉弁されることによって循環経路内への新気の流入が抑制され、ＮＯｘ触媒に流入する循環ガスの空燃比がリッチ側に維持され、リッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減できることは実施例４で説明した通りである。
【０２０７】
本実施例では、ステップＳ５０６を実行した後、ＥＣＵ２６はステップＳ４０８に進み
、燃料添加弁１９によりリッチスパイクを実行する。ステップＳ４０８の内容は実施例４と同一であるから詳細な説明を省略する。
【０２０８】
以上説明したＮＯｘ還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスを循環させるので、ＮＯｘ触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、ＮＯｘ触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気をＮＯｘ還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、ＮＯｘ還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。
【０２０９】
本実施例では、実施例３と同様にターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転駆動を以て排気を循環させるための動力とし、エンジン停止時に吸気通路４２内のガスを排気通路４３に導く経路としてＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を利用する例について説明したが、エンジン停止時に吸気通路４２内のガスを排気通路４３に導くために、実施例３で説明した構成を用いても良い。すなわち、ＶＶＴ４６によってエンジン１の排気バルブ及び吸気バルブをともに開弁状態に固定し、吸気マニホールド１７内のガスをシリンダ４９を経由して排気マニホールド１８に導くようにしても良い。逆に、実施例３において、本実施例と同様にＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を用いて吸気通路４２内のガスを排気通路４３に導くようにすることもできる。
【実施例６】
【０２１０】
次に、本発明の実施例６を説明する。本実施例は、実施例４において、エンジン停止中にＭＧ１でエンジンモータリングを行って排気の循環を行いながらＮＯｘ還元制御を実行している時に、エンジン１を始動させる条件が成立した場合、エンジン始動制御においてエンジン１への燃料噴射を再開する時期を遅延させることを特徴とする。本実施例において、実施例４と実質的に同一の構成要素については、実施例４と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
【０２１１】
従来、エンジン停止中にエンジン始動条件が成立すると、エンジンのクランキングと同時にエンジンへの燃料噴射が再開される。しかしながら、実施例４では、エンジン停止中に、ＮＯｘ還元制御要求がある場合には、排気循環制御を実行しながらＮＯｘ還元制御が行われる。この時、実施例４で説明したように、ＮＯｘ触媒から流出するリッチなガスがＮＯｘ触媒を含む循環経路内（この場合、排気浄化装置４１から流出し、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４、吸気通路４２、吸気マニホールド１７、シリンダ４９、排気マニホールド１８、排気通路４３を経て排気浄化装置４１に流入する経路）を循環している。
【０２１２】
従って、エンジン始動条件が成立した時に、同時にＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を閉弁して排気循環制御を停止するとともに、第２スロットル弁２２を開弁して空気の導入を開始したとしても、吸気通路４２内に残留しているリッチな循環ガスが掃気されるまでの期間は、エンジン１には燃料が燃焼可能なだけの十分な空気が吸入されない。この循環ガスの掃気に要する期間中に燃料噴射を行っても、当該燃料は好適に燃焼することができず、失火する可能性がある。
【０２１３】
そうすると、大量の未燃成分が排気通路４３に排出され、排気浄化装置４１の性能劣化を招く虞もある。すなわち、実施例４のように、エンジン停止中に排気循環制御を実行しながらＮＯｘ還元制御を実行している状況で、エンジン始動条件成立と同時にエンジンクランキング及び燃料噴射を開始しても、噴射燃料を好適に燃焼させることは難しい。
【０２１４】
そこで、本実施例では、エンジン停止時に排気循環制御を実行しながらのＮＯｘ還元制
御が行われている状況でエンジン始動条件が成立した場合には、エンジン始動条件の成立タイミングに対して燃料噴射の再開タイミングを遅延させるようにした。本実施例におけるこのようなエンジン始動制御について、図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９は、本実施例のエンジン始動制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０２１５】
図８のステップＳ６０１において、ＥＣＵ２６は、エンジン停止中に排気循環制御を実行しながらのＮＯｘ還元制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ６０１においてエンジン停止中のＮＯｘ還元制御が実行されていると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ６０２に進む。ステップＳ６０１においてエンジン停止中のＮＯｘ還元制御が実行されていないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０２１６】
ステップＳ６０２において、ＥＣＵ２６は、エンジン始動条件が成立したか否かを判定する。本実施例では、ハイブリッドシステムの動作モードがＥＶ走行モードからエンジン１を負荷運転させるモードに移行すべき運転条件となった場合、又は、エコラン制御によってエンジン１を自動始動させるべき条件が成立した場合に、エンジン始動条件が成立したと判定する。ステップＳ６０２においてエンジン始動条件が成立したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ６０３に進む。ステップＳ６０２においてエンジン始動条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０２１７】
ステップＳ６０３において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ還元制御を停止する。本実施例では、燃料添加弁１９によるリッチスパイクの実行を停止する。
【０２１８】
ステップＳ６０４において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を停止する。本実施例では、第２スロットル弁２２を開弁し、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５を閉弁し、第１スロットル弁９を開弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、排気絞り弁６を開弁する。これにより、ＮＯｘ触媒から流出するガスがＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４を通って吸気通路４２に流入することが停止されるとともに、吸気通路４２へ新気が流入し始める。ここで、本実施例は実施例４を前提としている。実施例４では、ＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることにより排気を循環させる動力を得ている。従って、排気循環制御を停止するためには、本来ならＭＧ１によるエンジン１のモータリングを停止する必要がある。しかしながら、本実施例の場合、後述するように、次のステップＳ６０５以降のステップにおいて排気循環制御以外の目的で再びＭＧ１によるエンジン１のモータリングを行うことになるため、ステップＳ６０４では、ＭＧ１によるエンジン１のモータリングを停止する制御を省略した。
【０２１９】
ステップＳ６０５において、ＥＣＵ２６は、エンジン１のクランキングを開始する。本実施例では、ＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることによってエンジン１のクランキングを行う。従来の技術では、通常、エンジン始動時にはエンジン１のクランキング開始とともに燃料噴射を開始する。すなわち、クランキング開始と同時に燃料カット制御を解除する。しかしながら、本実施例では、ステップＳ６０５のエンジンクランキングの開始タイミングにおいて同時に燃料カット制御を解除することはしない。後述するステップＳ６０６及びステップＳ６０７を実行した後、燃料カット制御を解除する。この点が本実施例の特徴点である。
【０２２０】
ステップＳ６０６において、ＥＣＵ２６は、エンジン１の吸気の酸素濃度を取得する。本実施例では、第１Ａ／Ｆセンサ５０による測定値に基づいて、エンジン１の吸気の酸素濃度を推定する。
【０２２１】
ステップＳ６０７において、ＥＣＵ２６は、エンジン１へ燃料噴射が行われた場合の噴射燃料の燃焼可能性を判定する。本実施例では、ステップＳ６０６で取得した吸気の酸素濃度が所定の基準濃度以上である場合に、エンジン１において噴射燃料が燃焼可能であると判定する。基準濃度は、噴射燃料が燃焼可能な酸素濃度の下限値に基づいて定められる。ステップＳ６０７でエンジン１において噴射燃料が燃焼可能であると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６は図９のステップＳ６０８に進む。ステップＳ６０７でエンジン１において噴射燃料が燃焼可能ではないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ６０６に戻る。
【０２２２】
図９のステップＳ６０８において、ＥＣＵ２６は、燃料カット制御を解除し、エンジン１への燃料噴射を開始する。
【０２２３】
ステップＳ６０９において、ＥＣＵ２６は、エンジン１の回転数を取得する。
【０２２４】
ステップＳ６１０において、ＥＣＵ２６は、エンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立した否かを判定する。本実施例では、ステップＳ６０９で取得したエンジン１の回転数が所定の基準回転数以上である場合に、エンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定する。ステップＳ６１０でエンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１０でエンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ６０９に戻る。
【０２２５】
ステップＳ６１１において、ＥＣＵ２６は、エンジン１を負荷運転させる。
【０２２６】
以上説明したエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、燃料添加弁１９による燃料添加量、第２スロットル弁２２の開度、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５の開度、エンジン１の回転数、エンジン１の吸気の酸素濃度、及び、エンジン１の燃料カット制御信号の時間変化の一例を図１０に示す。
【０２２７】
図１０に示す例では、時刻ｔ１以前のＥＶ走行モードにおいて、図１０（ｃ）に示すように第２スロットル弁２２が閉弁され、図１０（ｄ）に示すようにＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５が開弁され、図１０（ｅ）に示すようにＭＧ１による低速エンジンモータリングが行われることにより、排気循環制御が実行されている。そして、図１０（ｂ）に示すように燃料添加弁１９から燃料添加が行われ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御が実行されている。この時、図１０（ｆ）に示すように、エンジン１の吸気の酸素濃度はＮＯｘ還元反応が好適に進行するために低い値になっている（リッチ空燃比になっている）。
【０２２８】
時刻ｔ１において、エンジン始動条件が成立すると、図１０（ａ）に示すようにエンジン１はクランキングモードに移行する。これと同時に、図１０（ｃ）に示すように第２スロットル弁２２が開弁され、図１０（ｄ）に示すようにＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５が閉弁され、排気循環制御が停止されるとともに吸気通路４２へ空気が流入し始める。そして、図１０（ｂ）に示すように燃料添加弁１９からの燃料添加が停止され、ＮＯｘ還元制御が停止される。更に、図１０（ｅ）に示すようにＭＧ１によるエンジン１のクランキングが開始されてエンジン１の回転数が徐々に増加し始める。
【０２２９】
しかしながら、この時、図１０（ｆ）に示すように、エンジン１の吸気の酸素濃度はすぐには上昇せず、暫くの間は低酸素濃度の状態が維持される。これは、この期間、ＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の接続箇所より下流側の吸気通路４２内に残留しているリッチな循環ガスがエンジン１に吸入されるからである。そして、時刻ｔ２において、この残留循環ガスが全てエンジン１に吸入され、吸気通路４２から掃気されると、図１０（ｆ）に示すよう
に、エンジン１の吸気の酸素濃度が空気と略等しい酸素濃度に変化する。
【０２３０】
そして、このタイミングで、図１０（ｇ）に示すように、燃料カット信号が解除され、エンジン１への燃料噴射が開始される。これによりインジェクタ２９から噴射された燃料は失火することなく良好に燃焼し、図１０（ｅ）に示すように、燃焼エネルギーとＭＧ１によるクランキングとによってエンジン１の回転数はさらに上昇する。そして、エンジン回転数が基準回転数に達した時点（時刻ｔ３）において、図１０（ａ）に示すように、エンジン１が負荷運転モードに移行する。負荷運転モードでは、要求負荷や回転数に応じて第２スロットル弁２２やＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５の開度が制御されることになる。
【０２３１】
以上説明したエンジン始動制御を実行することにより、エンジン停止時に排気循環制御を実行しながらのＮＯｘ還元制御が行われている状況でエンジン始動条件が成立した場合、燃料が燃焼可能な十分な空気を含む吸気がエンジン１に吸入されるまでの期間は、燃料カット制御が解除されず、ＭＧ１によるクランキングのみによってエンジン１の回転数が上昇させられる。そして、エンジン１に吸入されるガス中の空気量が、燃料が燃焼可能な十分な量になったと判断された時点で、燃料カット制御が解除され、燃料の燃焼エネルギー及びＭＧ１によるモータリングの双方によってエンジン１の回転数が上昇させられる。
【０２３２】
これにより、エンジン始動条件成立直後の、燃料を噴射しても燃料が好適に燃焼することができない期間中には、エンジン１への燃料噴射が行われないので、失火が起こることを抑制できる。よって、排気浄化装置４１の性能劣化や排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
【０２３３】
本実施例では、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に行う排気循環制御として、ＭＧ１によってエンジンモータリングを行う実施例４の構成を前提として説明したが、ターボアシストモータ２１によってタービン１２を回転駆動することによって排気循環制御を行う構成に対しても、本実施例のエンジン始動制御を適用することができる。その場合、ステップＳ６０４において排気循環制御を停止する際に、上記各弁制御に加えて、ターボアシストモータ２１によるタービン１２の回転駆動を停止する。そして、ステップＳ６０５において、エンジン１をクランキングする。ＭＧ１に相当するエンジン駆動のための動力源を有するハイブリッドシステムを備えた構成ならば、ＭＧ１によってエンジン１のクランキングを行っても良いし、そのようなハイブリッドシステムを備えていない構成ならば、通常のエンジンに備えられたセルモータによってエンジン１のクランキングを行っても良い。
【０２３４】
本実施例では、第１Ａ／Ｆセンサ５０による排気空燃比の測定値に基づいて吸気の空燃比を推定する場合について説明したが、吸気の空燃比を取得する方法はこれに限られない。よりシリンダ４９に近い位置にＡ／Ｆセンサや酸素センサを設けて、その測定値に基づいて吸気の空燃比を測定しても良いし、吸気通路４２又は吸気マニホールド１７にＡ／Ｆセンサ、酸素センサ、ＨＣセンサ等のセンサを設けて、それらの測定値に基づいて吸気の空燃比を測定しても良い。
【０２３５】
また、吸気通路４２におけるＬＰＬ−ＥＧＲ通路４４の接続箇所からシリンダ４９までの吸気系容積や、エアフローメータ７による測定値、エンジン１の回転数等に基づいて、排気循環制御による循環ガスの吸気通路４２内における残留分が吸気通路４２から掃気されるのに要する時間を算出し、当該算出された掃気時間と、ステップＳ６０４においてＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５が閉弁されてからの経過時間と、の比較に基づいて、エンジン１の吸気の空燃比の推定又は噴射燃料の燃焼可能性についての判定を行うようにしても良い。
【０２３６】
本実施例では、実施例４を前提として説明したが、本実施例に係るエンジン始動制御は
、排気浄化装置４１がＮＯｘ触媒を有する構成において、エンジン停止中に排気循環制御を実行しつつＮＯｘ還元制御を実行する場合にも、排気浄化装置４１がフィルタを有する構成において、エンジン停止中に排気循環制御を実行しつつフィルタ再生制御を実行する場合にも、同様に適用することができる。但し、フィルタ再生制御を行う場合、例えば実施例１で説明したように、パティキュレートマターの酸化反応が好適に進むための十分な酸素がフィルタに供給されるように第２スロットル弁２２の開度調節が行われるので、ＮＯｘ還元制御を行う場合と比較して、排気循環制御によって循環経路内を循環するガスのリッチ度合いが小さい、すなわち、循環ガス中にある程度の酸素が存在する。従って、エンジン始動条件成立のタイミングから燃料カット制御解除のタイミングまでの遅延期間は、ＮＯｘ還元制御の場合よりも短くなることも考えられる。
【０２３７】
本実施例において、上記エンジン始動制御ルーチンを実行するＥＣＵ２６が、本発明におけるエンジン始動制御手段に相当する。
【実施例７】
【０２３８】
次に、本発明の実施例７を説明する。本実施例は、実施例６において、エンジン始動条件成立後、エンジン１へ燃料噴射が行われた場合の噴射燃料の燃焼可能性が肯定判定される前に、エンジン回転数が基準回転数に達してしまった場合には、燃焼可能性の判定結果に依らず、燃料カット制御を解除して燃料噴射を再開し、負荷運転に移行するようにした点を特徴とする。そして、この時、負荷運転モードでの目標ＥＧＲ率をデフォルトの目標値より低めの値に設定することによって良好な燃焼を実現することを図った点を特徴とする。
【０２３９】
本実施例におけるこのエンジン始動制御について、図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１及び図１２は、本実施例のエンジン始動制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０２４０】
ステップＳ６０１〜ステップＳ６０７まで、及び、ステップＳ６０７で噴射燃料が燃焼可能であると判定された場合（Ｙｅｓ）に実行される図１２のステップＳ６０８〜ステップＳ６１１までは、実施例６と同一なので説明を省略する。本実施例では、ステップＳ６０７で噴射燃料が燃料可能であると判定されなかった場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は図１２のステップＳ７０８に進む。
【０２４１】
図１２のステップＳ７０８において、ＥＣＵ２６は、エンジン１の回転数を取得する。
【０２４２】
ステップＳ７０９において、ＥＣＵ２６は、エンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立したか否かを判定する。本実施例では、ステップＳ７０８で取得したエンジン１の回転数が所定の基準回転数以上である場合に、エンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定する。ステップＳ７０９でエンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ７１０に進む。ステップＳ７０９でエンジン１を負荷運転に移行させる条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は図１１のステップＳ６０６に戻る。
【０２４３】
ステップＳ７１０において、ＥＣＵ２６は、燃料カット制御を解除し、エンジン１への燃料噴射を開始する。
【０２４４】
ステップＳ７１１において、ＥＣＵ２６は、目標ＥＧＲ率を通常より低い値に補正し、補正後のＥＧＲ率を最終的な目標ＥＧＲ率に設定する。本実施例では、ステップＳ６０６で取得したエンジン１の吸気の酸素濃度に応じて、ＥＧＲ率の補正量を決定する。ステップＳ７１１で補正目標ＥＧＲ率を設定した後、ＥＣＵ２６はステップＳ６１１に進み、エ
ンジン１を負荷運転させる。
【０２４５】
以上説明したエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、燃料添加弁１９による燃料添加量、第２スロットル弁２２の開度、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁４５の開度、エンジン１の回転数、エンジン１の吸気の酸素濃度、エンジン１の燃料カット制御信号、及び、目標ＥＧＲ率の時間変化の一例を図１３に示す。
【０２４６】
図１０と同様に、時刻ｔ１までは、ＥＶ走行モードにおいて、ＭＧ１による低速エンジンモータリングによる排気循環制御を行いながらＮＯｘ還元制御が実行されている。そして、時刻ｔ１においてエンジン始動条件が成立すると、排気循環制御及びＮＯｘ還元制御が停止され、ＭＧ１によるエンジン１のクランキングが開始される。この時、燃料カット信号の解除は遅延される。ここまでは実施例６で説明した通りである。
【０２４７】
ここで、図１３（ｅ）に示すように、ＭＧ１によるエンジンクランキングによってエンジン回転数が基準回転数に達した時刻ｔ３においても、図１３（ｆ）に示すように、エンジン１の吸気の酸素濃度が未だ基準濃度に達していない。そのため、エンジン１の吸気の酸素濃度が基準濃度に達したことを条件に解除されることになっている燃料カット信号が、エンジン１を負荷運転に移行させるべき回転数条件が成立しているにもかかわらず、解除されない。
【０２４８】
このような状況において、本実施例では、図１３（ｇ）に示すように、吸気の酸素濃度が基準濃度に達していない場合でも、燃料カット信号を解除して、燃料噴射を開始し、図１３（ａ）に示すように、エンジン１を負荷運転モードに移行する。但し、この時、吸気の酸素濃度が未だ基準濃度に達していないので、図１３（ｈ）に示すように、目標ＥＧＲ率を通常時の目標ＥＧＲ率より低い値に補正する。これにより、負荷運転において噴射燃料が失火等の燃焼不良を起こすことを抑制することができる。
【０２４９】
本実施例において、上記エンジン始動制御ルーチンを実行するＥＣＵ２６が、本発明におけるエンジン始動制御手段に相当する。
【０２５０】
なお、以上述べた各実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加えることができ、また可能な限り組み合わせて実施することができる。
【０２５１】
例えば、上記各実施例において、エンジン１への燃料供給停止中にフィルタやＮＯｘ触媒を含む循環経路内で排気を循環させるための動力源としては、ＭＧ１に限らず、エンジン１を燃料の燃焼エネルギーによらずに回転可能な動力源であれば、どのような動力源であっても良い。また、排気を循環させるための動力源としてモータジェネレータを用いる構成として、上記各実施例では、車両走行用の駆動力を出力するＭＧ２とは別個にＭＧ１を備えた構成を例に説明した。この場合、実施例におけるＭＧ１が、本発明における第２の動力源に相当し、ＭＧ２が第１の動力源に相当する。
【０２５２】
また、車両走行用の駆動力を出力するＭＧ２が車両走行用の駆動力を出力した残りの余剰動力によってエンジン１のモータリングするように構成し、エンジン１以外の動力源としてＭＧ２のみを備えた構成とすることもできる。この場合、ＭＧ２が本発明におけるエンジン以外の動力源（非エンジン動力源）に相当する。この場合、ハイブリッドシステムの構成は、上記各実施例で説明したような、エンジン及びモータジェネレータの動力を動力分割機構を介して駆動軸に伝達する構成とする必要はなく、公知の種々のハイブリッドシステムの構成、例えば、エンジンのクランク軸と一体的に搭載されたモータを備え、駆動軸側に搭載したクラッチ等の接続・切り離しによって、モータが駆動軸もエンジンも駆
動可能なように構成したものであっても、本発明を適用することが可能である。
【実施例８】
【０２５３】
次に、本発明の実施例８について説明する。本実施例は、ハイブリッドシステムの構成は実施例１〜７において図１に基づいて説明したものと概略同一であるが、エンジン及びその吸排気系の構成が上記各実施例とは異なる。図１４は、本実施例に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。図１４において、実施例１〜７において図１に基づいて説明したエンジンとその吸排気系の構成と実質的に同一の構成要素については同一の名称及び符号を用いて、詳細な説明を省略する。
【０２５４】
本実施例のエンジン１の排気系には、図１４に示すように、排気浄化装置４１の下流側の排気通路４３と、吸気マニホールド１７と、を接続する連通路５４が備えられている。この連通路５４には、連通路５４を開閉する切替弁５３が備えられている。切替弁５３の開閉動作はＥＣＵ２６によって制御されるようになっている。本実施例では、排気浄化装置４１は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を有しているものとする。また、本実施例では、排気通路１９に燃料を添加する燃料添加弁１９の代わりに、排気マニホールド１８に燃料添加弁１９０が備えられている。
【０２５５】
本実施例では、エンジン１への燃料供給停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、排気絞り弁６を閉じ側の開度とし、切替弁５３を開き側の開度とし、第１スロットル弁９を閉じ側の開度とし、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉じ側の開度とし、ＭＧ１によってエンジン１をモータリングする。これにより、ＮＯｘ触媒から流出した高温の排気は、連通路５４、吸気マニホールド１７、エンジン１のシリンダ４９、排気マニホールド１８、排気通路４３、タービン１２、排気浄化装置４１というＮＯｘ触媒を含む循環経路内で循環する。
【０２５６】
従って、リッチスパイクを実行して、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの放出還元反応を開始した場合に、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びＮＯｘ触媒に流入するので、ＮＯｘ触媒の温度を高温に保つことが可能となる。
【０２５７】
この時、第１スロットル弁９が閉じ側の開度にされるので、この循環経路内へ流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内のガスの温度低下を抑制できるとともに、ＮＯｘ触媒を通過する循環ガスの空燃比がリッチに維持される。
【０２５８】
従って、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘ放出・還元の反応が好適に進行するための還元雰囲気を作り出すために燃料添加弁１９０からリッチスパイクによって添加すべき燃料の量を低減することができる。その結果、ＮＯｘ還元制御の実行に必要な燃料添加量を抑えることができるので、ＮＯｘ還元制御に係る燃料消費量を抑制することが可能となる。
【０２５９】
以上のような、本実施例においてエンジン１への燃料供給停止時に実行されるＮＯｘ還元制御について、図１５に基づいて説明する。図１５は、エンジン１の停止時に行われるＮＯｘ還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０２６０】
ステップＳ１０１〜ステップＳ４０５までは実施例４において図６に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップＳ４０５でＮＯｘ触媒の昇温が完了したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ８０６に進む。
【０２６１】
ステップＳ８０６において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を実行する。本実施例における排気循環制御では、上述したように、切替弁５３を開弁し、第１スロットル弁９を閉弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、排気絞り弁６を閉弁するとともに、ＭＧ１によって
エンジン１をモータリングする。これにより、排気浄化装置４１から流出した高温の排気が、連通路５４に流入し、連通路５４を通過して吸気マニホールド１７に流入し、ＭＧ１によってモータリングされているエンジン１のシリンダ４９に吸入され、シリンダ４９から排気マニホールド１８に排出され、排気通路４３及びタービン１２を通過して、再び排気浄化装置４１に流入する。
【０２６２】
このように、排気循環制御を実行することにより、ＮＯｘ触媒から流出したガスが、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で循環することになる。従って、後のステップＳ４０８でリッチスパイクを実行して、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの放出還元反応を開始した場合に、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びＮＯｘ触媒に流入するので、ＮＯｘ触媒の温度を高温に保つことが可能となる。
【０２６３】
さらに、第１スロットル弁９が閉弁されることによって循環経路内への新気の流入が抑制され、ＮＯｘ触媒に流入する循環ガスの空燃比がリッチ側に維持され、リッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減できることは実施例４で説明した通りである。
【０２６４】
本実施例では、ステップＳ８０６を実行した後、ＥＣＵ２６はステップＳ８０７に進み、燃料添加弁１９０によりリッチスパイクを実行する。これによりＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘが放出され、還元される。
【０２６５】
以上説明したＮＯｘ還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスを循環させるので、ＮＯｘ触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、ＮＯｘ触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気をＮＯｘ還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、ＮＯｘ還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。
【０２６６】
本実施例の場合、排気浄化装置４１を含む循環経路に、経路長の長いＬＰＬ−ＥＧＲ通路が含まれていないため、循環経路の長さを短くすることができる。これにより、循環経路を循環するガスの熱が循環経路の配管の壁面から失われて循環ガスが冷却されることを抑制できる。また、循環経路にＬＰＬ−ＥＧＲクーラ３３やＨＰＬ−ＥＧＲクーラ１６、インタークーラ３が含まれていない。そのため、循環経路を流れる循環ガスの冷却を抑制するためのＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路、ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路、インタークーラバイパス通路を設けて、これらバイパス通路を通過する流路と通過しない流路とを切り替えるためのバイパス弁を備える必要がない。そのため、装置や制御の複雑化やコストアップを抑制できるという効果もある。
【０２６７】
なお、本実施例では、エンジン１への燃料供給の停止中に、排気浄化装置４１を含む循環経路内で高温の排気を循環させながら、ＮＯｘ還元制御を行う例について説明したが、本実施例は、ＰＭフィルタの再生制御を行う場合にも適用することができる。但し、ＰＭフィルタの再生制御を行う場合、循環経路内を循環するガス中に、フィルタに堆積したＰＭの酸化反応を好適に進行させるために十分な酸素を供給する必要がある。そこで、エンジン１への燃料供給停止中に排気の循環制御を行いながらＰＭフィルタの再生制御を行う場合には、第１スロットル弁９を開き側の開度にして循環経路内に新気を導入することが好適である。この場合、フィルタに堆積したＰＭの酸化反応を好適に進行させることが可能で、且つ、フィルタの温度が低温の新気によって低下しすぎないような、適当な量の新気が循環経路内に流入するように、第１スロットル弁９の開度を調節すると良い。
【０２６８】
本実施例において、エンジン１をモータリングするＭＧ１が、本発明における「エンジ
ンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源」に相当する。本実施例の連通路５４が、本発明における連通路に相当する。本実施例の切替弁５３が、本発明における切替弁に相当する。本実施例の第１スロットル弁９が、本発明におけるスロットル弁に相当する。本実施例のステップＳ８０６を実行するＥＣＵ２６が、本発明における排気循環手段に相当する。本実施例のステップＳ８０７を実行するＥＣＵ２６が、本発明における再生制御手段に相当する。
【実施例９】
【０２６９】
本実施例では、エンジン１への燃料供給停止中に、実施例８で説明した排気の循環を行いながらＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御を実行している時に、エンジン１を始動するエンジン始動条件が成立した場合の制御について説明する。
【０２７０】
実施例８で説明したように、エンジン１への燃料供給停止中に、ＮＯｘ還元制御要求がある場合には、排気循環制御を実行しながらＮＯｘ還元制御が行われる。この時、実施例８で説明したように、ＮＯｘ触媒から流出するリッチで高温のガスがＮＯｘ触媒を含む循環経路内（この場合、排気浄化装置４１から流出し、連通路５４、吸気マニホールド１７、シリンダ４９、排気マニホールド１８、排気通路４３を経て排気浄化装置４１に流入する経路）を循環している。
【０２７１】
従って、エンジン始動条件が成立した時に、エンジン１に吸入されているガスは、空燃比がストイキ又はリッチであり、高温で、圧力が低く、燃料の燃焼に適した状態ではない。そのため、エンジン始動条件の成立と同時にエンジン１に対して燃料供給を開始しても、燃料が好適に燃焼することができず、失火等の燃焼不良が発生する可能性がある。
【０２７２】
そこで、本実施例では、実施例８で説明したエンジン停止中の循環経路内の排気の循環及びＮＯｘ還元制御が行われている時に、エンジン始動条件が成立した場合には、第１スロットル弁９を開き側の開度に変更し、切替弁５３を全閉する。そして、エンジン１への燃料噴射を行うことなくＭＧ１によってエンジン１のクランキングを行う。そして、吸気の空燃比が所定の閾値よりリーンの空燃比になった時に、第１スロットル弁９を全開するとともにエンジン１への燃料噴射を開始して、エンジン１を始動させるようにした。
【０２７３】
実施例におけるこのようなエンジン始動制御について、図１６に基づいて説明する。図１６は、本実施例のエンジン始動制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
【０２７４】
ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３までは実施例６において図８に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップＳ６０３を実行した後、ＥＣＵ２６はステップＳ９０４に進む。
【０２７５】
ステップＳ９０４において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を停止する。本実施例では、切替弁５３を全閉し、第１スロットル弁９を開き側の開度に変更し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、排気絞り弁６を開弁する。これにより、吸気通路４２から新気が吸気マニホールド１７に流入するとともに、吸気マニホールド１７内の吸気が連通路５４を通って直接排気通路４３に流入することが抑制される。なお、実施例６と同様に、本実施例ではＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることにより排気循環制御を行っているが、ＭＧ１によるエンジン１のモータリングは、続くステップＳ９０５においてエンジン１のクランキングのために行われるので、ステップＳ９０４においてＭＧ１によるエンジン１のモータリングを停止させないようにしている。
【０２７６】
ステップＳ９０５において、ＥＣＵ２６は、エンジン１のクランキングを開始する。本
実施例では、ＭＧ１によってエンジン１をモータリングすることによってエンジン１のクランキングを行う。これにより、吸気マニホールド１７に流入した新気がシリンダ４９に吸入され、シリンダ４９に吸入される吸気中の新気の割合が大きくなる。
【０２７７】
ステップＳ９０６において、ＥＣＵ２６は、エンジン１の吸気の空燃比を取得する。本実施例では、第１Ａ／Ｆセンサ５０による測定値に基づいて吸気の空燃比を推定する。
【０２７８】
ステップＳ９０７において、ＥＣＵ２６は、エンジン１へ燃料噴射が行われた場合の噴射燃料の燃焼可能性を判定する。本実施例では、ステップＳ９０６で取得した吸気の空燃比が所定の閾値よりリーンの空燃比である場合に、エンジン１において噴射燃料が燃焼可能であると判定する。この閾値は、噴射燃料が燃焼可能な吸気空燃比の下限値に基づいて定められる。ステップＳ９０７でエンジン１において噴射燃料が燃焼可能であると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ９０８に進む。ステップＳ９０７でエンジン１において噴射燃料が燃焼可能ではないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ９０６に戻る。
【０２７９】
ステップＳ９０８において、ＥＣＵ２６は、燃料カット制御を解除し、エンジン１への燃料噴射を開始する。
【０２８０】
ステップＳ９０９において、ＥＣＵ２６は、エンジン１の負荷運転を開始する。
【０２８１】
以上説明したエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、第１スロットル弁９の開度、吸気の空燃比、吸気の圧力、吸気の温度、及び、燃料カット制御信号の時間変化の一例を図１７に示す。
【０２８２】
図１７に示す例では、時刻ｔ１以前のＥＶ走行モードにおいて、図１７（Ｂ）に示すように第１スロットル弁９が閉弁され、ＭＧ１による低速エンジンモータリングが行われることにより、排気循環制御が実行されている。そして、燃料添加弁１９０から燃料添加が行われ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御が実行されている。この時、図１７（Ｃ）に示すように、エンジン１の吸気の空燃比はＮＯｘ還元反応が好適に進行するためにリッチになっている。
【０２８３】
時刻ｔ１において、エンジン始動条件が成立するが、この時点では、図１７（Ｃ）に示すように、吸気の空燃比がリッチであり、エンジン１において燃料が好適に燃焼可能な空燃比の条件を満たしていない。また、図１７（Ｄ）に示すように、吸気の圧力は低く、また図１７（Ｅ）に示すように吸気の温度は高く、この点でもエンジン１において燃料が好適に燃焼下の運条件が満たされていない。そのため、図１７（Ｆ）に示すように、この時点では燃料カット制御が解除されず、燃料供給が行われない。
【０２８４】
図１７（Ａ）に示すようにエンジン１はクランキングモードに移行する。これと同時に、図１７（Ｂ）に示すように第１スロットル弁９が開弁され、切替弁５３が閉弁される。これにより、排気循環制御が停止されるとともに吸気通路４２からシリンダ４９に空気が流入し始める。これにより、図１７（Ｃ）に示すように吸気の空燃比が徐々にリーン側に変化し、図１７（Ｄ）に示すように吸気の圧力が徐々に高くなり、図１７（Ｅ）に示すように吸気の温度が徐々に低くなる。
【０２８５】
そして、時刻ｔ２において、図１７（Ｃ）に示すように吸気の空燃比が閾値よりリーン側の空燃比になった時点で、図１７（Ｆ）に示すように燃料カット制御が解除され、図１７（Ｂ）に示すように第１スロットル弁９が開弁されて、図１７（Ａ）に示すようにエンジン１が負荷運転モードに移行する。
【０２８６】
以上説明したエンジン始動制御を実行することにより、エンジン停止時に排気循環制御を実行しながらのＮＯｘ還元制御が行われている状況でエンジン始動条件が成立した場合、燃料が燃焼可能な十分な空気を含む吸気がエンジン１に吸入されるまでの期間は、燃料カット制御が解除されず、ＭＧ１によるクランキングが行われる。そして、エンジン１に吸入される吸気の空燃比が、燃料が燃焼可能な空燃比になったと判断された時点で、燃料カット制御が解除され、エンジン１への燃料供給が開始され、エンジン１の負荷運転が開始される。
【０２８７】
これにより、エンジン停止中に排気循環制御及びＮＯｘ還元制御が行われている時にエンジン始動条件が成立した場合のエンジン始動においても、燃焼不良が起こることを抑制でき、排気浄化装置４１の性能劣化や排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
【０２８８】
なお、本実施例では、吸気の空燃比が所定の閾値よりリーン側になったという条件が成立した場合に、燃料カット制御を解除してエンジン１を負荷運転させる例について説明したが、これは、吸気の空燃比、圧力、温度のうち、空燃比が最も燃料の燃焼可能性に大きな影響があるからである。もちろん、吸気の空燃比が閾値よりリーンになったという条件の成立の有無のみならず、吸気の圧力が所定の基準圧力より高くなったという条件や、吸気の温度が所定の基準温度より低くなったという条件の成立の有無をも考慮して、燃料カット制御の解除タイミングを決定するようにしても良い。但し、上記のように空燃比が最も燃焼可能性にとって重要であるので、吸気の圧力や吸気の温度が基準値を満たしている場合であっても、空燃比が基準値を満たしていない場合には燃料噴射を開始しないようにすることが好ましい。吸気の圧力や吸気の温度は、図示は省略するが、吸気通路４２や吸気マニホールド１７に圧力センサや温度センサを設けて測定しても良いし、運転状態を表す諸物理量から推定しても良い。
【０２８９】
本実施例のステップＳ６０２〜ステップＳ９０９を実行するＥＣＵ２６が、本発明におけるエンジン始動制御手段に相当する。本実施例のステップＳ９０６においてエンジン１の吸気の空燃比を取得するＥＣＵ２６及び第１Ａ／Ｆセンサ５０が、本発明における空燃比取得手段に相当する。本実施例のステップＳ９０７において空燃比の測定との比較対象とされている閾値が、本発明における基準空燃比に相当する。
【実施例１０】
【０２９０】
次に、本発明の実施例９について説明する。本実施例は、ハイブリッドシステムの構成は実施例１〜７において図１に基づいて説明したものと概略同一だが、エンジン及びその吸排気系の構成が上記各実施例と異なる。図１８は、本実施例に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。図１８において、実施例１〜７において図１に基づいて説明したエンジンとその吸排気系の構成と実質的に同一の構成要素については同一の名称及び符号を用いて、詳細な説明を省略する。
【０２９１】
本実施例のエンジン１の排気系には、図１８に示すように、排気浄化装置４１の下流側の吸気通路４３と、排気浄化装置４１の上流側の吸気通路４３と、を連通する連通路５６が備えられている。この連通路５６には、連通路５６を開閉する切替弁５５が備えられている。切替弁５５の開閉動作はＥＣＵ２６によって制御されるようになっている。連通路５６には、連通路５６内に燃料を添加する第２燃料添加弁５７が備えられている。第２燃料添加弁５７による燃料添加の実行はＥＣＵ２６によって制御される。
【０２９２】
排気浄化装置４１上流側の排気通路４３における連通路５６の接続箇所には、ポンプ５８が備えられている。ポンプ５８は、連通路５６内のガスを、排気浄化装置４１下流の排
気通路４３側から、排気浄化装置４１上流の排気通路４３側へ導き、当該ガスを排気浄化装置４１側に流すとともに、ポンプ５８の接続箇所より上流側の排気通路４３内のガスを、排気浄化装置４１側に流す機能を有する。ポンプ５８の動作はＥＣＵ２６によって制御される。
【０２９３】
本実施例では、排気浄化装置４１は吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を有しているものとする。また、本実施例では、実施例８と同様に、排気マニホールド１８に燃料添加弁１９０が備えられている。
【０２９４】
本実施例では、エンジン１への燃料供給停止時に、排気浄化装置４１のＮＯｘ触媒においてＮＯｘ還元制御を行う場合、排気絞り弁６を閉弁し、第１スロットル弁９を閉弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、切替弁５５を開弁する。そして、ポンプ５８を駆動して、排気浄化装置４１から流出した触媒出ガスを、連通路５６に流入させ、連通路５６を排気浄化装置４１上流の排気通路４３側に流し、再び排気浄化装置４１に流入させる循環経路内において循環させる。更に、この時第２燃料添加弁５７によって連通路５６内を流れるガス中に燃料添加を行い、ＮＯｘ還元制御に必要な還元成分を供給する。第２燃料添加弁５７により連通路５６内に添加された燃料は、ポンプ５８によってミキシングされ、反応性の高い還元成分として排気浄化装置４１に供給される。
【０２９５】
本実施例のように構成される触媒出ガスの循環経路は、経路長が短く、循環過程で配管壁面等を介した放熱により失われる熱量を少なくすることができる。これにより、循環経路内を循環する触媒出ガスの温度低下を好適に抑制することができ、排気浄化装置４１を高温に維持することが可能となる。
【０２９６】
また、本実施例の構成では、循環経路内で触媒出ガスを循環させるために、エンジン１をモータリングしたり、ＭＡＴによりタービンを回転させたりする必要がない。そのため、循環経路内で触媒出ガスを循環させるために消費される電力を抑えることが可能となる。
【０２９７】
本実施例において、エンジン１への燃料供給停止時に実施される排気循環制御及びＮＯｘ還元制御について、図１９に基づいて説明する。図１９は、エンジン１への燃料供給停止時に行われる排気循環制御及びＮＯｘ還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの稼働中定期的にＥＣＵ２６によって実行される。
【０２９８】
ステップＳ１０１〜ステップＳ４０５までは実施例４において図６に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップＳ４０５でＮＯｘ触媒の昇温が完了したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１００６に進む。
【０２９９】
ステップＳ１００６において、ＥＣＵ２６は、排気循環制御を行う。本実施例の場合、切替弁５６を開弁し、第１スロットル弁９を閉弁し、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を閉弁し、排気絞り弁６を閉弁するとともに、ポンプ５８を駆動する。これにより、上述したように、排気浄化装置４１から流出するＮＯｘ触媒の出ガスが連通路５６を通って排気浄化装置４１より上流側の排気通路４３に導かれ、再び排気浄化装置４１に流入する、という循環経路内を循環する。従って、後のステップＳ８０７でリッチスパイクを実行して、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの放出還元反応を開始した場合に、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びＮＯｘ触媒に流入するので、ＮＯｘ触媒の温度を高温に保つことが可能となる。また、第１スロットル弁９が閉弁されることによって循環経路内への低温の新気の流入が抑制され、ＮＯｘ触媒に流入する循環ガスの空燃比がリッチ
側に維持され、リッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減できるとともに、循環経路内の循環ガスの温度低下を抑制できる。
【０３００】
ステップＳ１００７において、ＥＣＵ２６は、第２燃料添加弁５７によって燃料添加を行う。これにより循環経路内を循環するガス中に還元剤として未燃燃料成分が供給される。上述したように、この添加燃料はポンプ５８によってミキシングされて、良好な反応性の還元剤としてＮＯｘ触媒に供給されるので、ＮＯｘ還元制御を好適に実施することができる。
【０３０１】
以上説明したＮＯｘ還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にＮＯｘ還元制御を実行する場合に、ＮＯｘ触媒を含む循環経路内で、ＮＯｘ触媒から流出する高温のガスを循環させるので、ＮＯｘ触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、ＮＯｘ触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気をＮＯｘ還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、ＮＯｘ還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。
【０３０２】
本実施例では、エンジン１への燃料供給停止時に排気循環制御を行いながらＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元制御を行う例について説明したが、本実施例においては、エンジン１への燃料供給停止時にフィルタの再生制御を行うこともできる。フィルタ再生制御では、フィルタに堆積したＰＭの酸化反応を好適に進行させるために、ある程度の酸素をフィルタに供給する必要がある。そこで、本実施例をエンジン停止時のフィルタ再生制御に適用する場合には、フィルタ再生制御の実施のために要求される酸素がフィルタに供給されるように、第１スロットル弁９及びＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を開き側の開度にする。
【０３０３】
本実施例では、ポンプ５８によって、ポンプ５８より上流側の排気通路４３から排気浄化装置４１側へのガスの流れを生じさせることができるので、第１スロットル弁９及びＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４を開き側の開度にすることによって、吸気通路４２内の空気が吸気通路４２からＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５に流入し、ＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５を通過して排気通路４３に流入し、この空気がポンプ５８によって排気浄化装置４１側に送り出される。これにより、循環経路内を循環するガス中に空気を供給することができる。
【０３０４】
この時、循環経路内を循環するガスの温度が過剰に低下することを抑制し、且つ、フィルタ再生制御の好適な実施に必要とされる酸素を供給可能な空気が循環経路内に導入されるように、ＨＰＬ−ＥＧＲ弁１４及び／又は第１スロットル弁９の開度を調節する。こうすることにより、エンジン１への燃料供給停止時においても、フィルタの温度低下を抑制しつつ好適にフィルタ再生制御を実行することができる。
【０３０５】
なお、ここでは、循環経路内に空気を導入するために、吸気通路４２内の空気をＨＰＬ−ＥＧＲ通路１５経由で排気通路４３に導く例について説明したが、本実施例のエンジン１が、エンジン１の吸気バルブ及び排気バルブをともに開弁状態となるバルブオーバーラップの状態とすることが可能であれば、吸気通路４２内の空気を、開弁バルブオーバーラップ状態のシリンダ４９経由で排気通路４３に導くこともできる。
【０３０６】
本実施例の連通路５６が、本発明における連通路に相当する。本実施例のポンプ５８が、本発明における「連通路において排気浄化装置下流の排気通路側から排気浄化装置上流の排気通路側へガスの流れを発生させる動力源」、又はポンプに相当する。本実施例の切替弁５５が、本発明における切替弁に相当する。本実施例の排気絞り弁６が、本発明における排気絞り弁に相当する。本実施例の第１スロットル弁９が、本発明におけるスロットル弁に相当する。本実施例のステップＳ１００６を実行するＥＣＵ２６が、本発明におけ
る排気循環手段に相当する。本実施例のステップＳ１００７を実行するＥＣＵ２６が、本発明における再生制御手段に相当する。本実施例の第２燃料添加弁５７が、本発明における還元剤供給手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０３０７】
【図１】実施例におけるハイブリッドシステムの制御ブロック図を示す図である。
【図２】実施例におけるエンジン、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図３】実施例１におけるエンジン停止時の排気循環制御及びフィルタ再生制御のルーチンを表すフローチャートである。
【図４】実施例２におけるエンジン停止時の排気循環制御及びフィルタ再生制御のルーチンを表すフローチャートである。
【図５】実施例３におけるエンジン停止時の排気循環制御及びフィルタ再生制御のルーチンを表すフローチャートである。
【図６】実施例４におけるエンジン停止時の排気循環制御及びＮＯｘ還元制御のルーチンを表すフローチャートである。
【図７】実施例５におけるエンジン停止時の排気循環制御及びＮＯｘ還元制御のルーチンを表すフローチャートである。
【図８】実施例６におけるエンジン始動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図９】実施例６におけるエンジン始動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】実施例６におけるエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、燃料添加弁による燃料添加量、第２スロットル弁の開度、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁の開度、エンジンの回転数、エンジンの吸気の酸素濃度、及び、エンジンの燃料カット制御信号の時間変化の一例を示す図である。
【図１１】実施例７におけるエンジン始動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１２】実施例７におけるエンジン始動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１３】実施例７におけるエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、燃料添加弁による燃料添加量、第２スロットル弁の開度、ＬＰＬ−ＥＧＲ弁の開度、エンジンの回転数、エンジンの吸気の酸素濃度、エンジンの燃料カット制御信号、及び、目標ＥＧＲ率の時間変化の一例を示す図である。
【図１４】実施例８に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図１５】実施例８におけるエンジン停止時の排気循環制御及びＮＯｘ還元制御のルーチンを表すフローチャートである。
【図１６】実施例９におけるエンジン始動制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１７】実施例９におけるエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、第１スロットル弁の開度、吸気の空燃比、吸気の圧力、吸気の温度、及び、エンジンの燃料カット制御信号の時間変化の一例を示す図である。
【図１８】実施例１０に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図１９】実施例１０におけるエンジン停止時の排気循環制御及びＮＯｘ還元制御のルーチンを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０３０８】
１     エンジン
２     インタークーラ
３     動力分割機構
４     出力部
５     ノズルベーン
６     排気絞り弁
７     エアフローメータ
８     伝達部
９     第１スロットル弁
１０   インタークーラバイパス通路
１１   コンプレッサ
１２   タービン
１３   ターボチャージャ
１４   ＨＰＬ−ＥＧＲ弁
１５   ＨＰＬ−ＥＧＲ通路
１６   ＨＰＬ−ＥＧＲクーラ
１７   吸気マニホールド
１８   排気マニホールド
１９   燃料添加弁
２０   インタークーラバイパス弁
２１   ターボアシストモータ
２２   第２スロットル弁
２３   ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁
２４   インバータ
２５   バッテリ
２６   ＥＣＵ
２７   アクセル開度センサ
２８   車速センサ
２９   インジェクタ
３０   クランク角度センサ
３１   ＭＧ１回転数センサ
３２   ＭＧ２回転数センサ
３３   ＬＰＬ−ＥＧＲクーラ
３４   ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス弁
３５   ＬＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路
３６   ＨＰＬ−ＥＧＲクーラバイパス通路
３７   排気温度センサ
３８   第２Ａ／Ｆセンサ
３９   排気浄化装置（ＮＯｘ触媒）
４０   駆動輪
４１   排気浄化装置（フィルタ）
４２   吸気通路
４３   排気通路
４４   ＬＰＬ−ＥＧＲ通路
４５   ＬＰＬ−ＥＧＲ弁
４６   ＶＶＴ
４７   差圧センサ
４８   水温センサ
４９   シリンダ
５０   第１Ａ／Ｆセンサ
５１   ＳＯＣセンサ
５２   アクセルペダル
５３   切替弁
５４   連通路
５５   切替弁
５６   連通路
５７   第２燃料添加弁
５８   ポンプ
１９０ 燃料添加弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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