(57)【要約】【課題】バッテリの充電量を大幅に低下させることなく、再生を十分に可能にする。【解決手段】エンジンの排気通路に設けられ排気を浄化するＮＯx浄化触媒において、再生中に電流センサにより検出したバッテリに充放電する電流値からバッテリの充電可能容量Ｑｂを算出し（Ｓ110）、該バッテリの充電可能容量Ｑｂに基づいてオルタネータの発電電流目標値Ｉｇを可変制御してエンジンに負荷を付与するとともに、エンジンの出力を増加させることで排気温度を上昇させる（Ｓ190）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されて発電量を可変可能に発電しバッテリを充電する発電機と、前記エンジンの排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化手段と、前記排気浄化手段に流入する排気の温度を上昇させ前記排気浄化手段を再生する再生手段と、を備えたエンジンの排気浄化装置において、
前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を備え、
前記再生手段は、前記再生中に前記充電状態検出手段により検出した前記バッテリの充電状態に基づいて前記発電機の発電量を可変制御して前記エンジンに負荷を付与するとともに前記エンジンの出力トルクを増加させて排気温度を上昇させることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記再生手段は、前記再生中に前記充電状態検出手段により検出した前記バッテリの充電状態が満充電状態に近付くにしたがって前記発電機の発電量を低下させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記再生手段による再生の残り時間を演算する再生残時間演算手段を備えるとともに、
前記充電状態検出手段は、前記バッテリの充電状態として前記バッテリの充電可能容量を検出し、
前記再生手段は、前記再生中に、前記充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量を前記再生残時間演算手段により演算した再生の残り時間で除算して発電許容電流を演算し、該発電許容電流を前記発電機の発電量として設定することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記発電機の最大発電電流から車両消費電流を減算して前記発電機の印加可能電流を演算し、
前記再生手段は、前記印加可能電流が前記発電許容電流より低い場合には、前記印加可能電流を前記発電機の発電量として設定することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記再生手段は、前記温度検出手段により検出した前記排気浄化手段の温度が第１の所定値以上である場合には、前記発電機の発電量を低下させて前記エンジンの負荷を低下させる一方、前記温度検出手段により検出した前記排気浄化手段の温度が第１の所定値未満である場合には、前記発電機の発電量を上昇させて前記エンジンの負荷を上昇させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記再生手段は、前記再生中に前記バッテリの充電状態に基づいて前記発電機の発電量を変化させる場合に、該発電量及び前記エンジンの出力トルクを徐々に変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量が第２の所定値より少ない場合に、前記再生手段による再生開始時に前記バッテリの充電可能容量が前記第２の所定値まで増加するように前記再生前にあらかじめ前記発電機の発電量を低下させる再生準備手段を更に備えたことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
前記排気浄化手段は、排気中の窒素酸化物を吸蔵する窒素酸化物吸蔵触媒であり、
前記再生手段は、前記窒素酸化物吸蔵触媒に堆積した硫黄酸化物を除去して該窒素酸化物吸蔵触媒を再生することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項９】
前記エンジンは、駆動源としてモータを備えたハイブリッドエンジンであり、
前記発電機は、前記モータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【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装置に係り、詳しくは、排気通路に備えた排気浄化装置の再生技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの排気通路には、排気中のＮＯx(窒素酸化物)やＰＭ（粒子状物質）等の物質を捕集し、排気を浄化する排気浄化装置が設けられている。これらの排気浄化装置では、排気中の物質を捕集することで、その成分が排気浄化装置内に堆積し捕集能力が徐々に低下してしまう。そこで、排気浄化装置の温度を上昇させることで、排気浄化装置に堆積した成分を除去する再生処理が行われている。再生処理としては、例えばエンジンにより駆動される発電機の負荷を上昇させてエンジンに高負荷運転をさせることで、排気浄化装置に流入する排気の温度を上昇させる方法が開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３０４０９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では、発電機を運転させることで発生した電気エネルギーをバッテリに充電して後で利用している。更に、再生処理前にあらかじめバッテリの充電量を低下させておくことで、バッテリの過充電を防止している。したがって、特許文献１では、再生時間を確保するために、再生前にあらかじめバッテリの充電量を大幅に低下させなければならない場合があり、特にバッテリの容量が少ない場合には、スタータモータのように電力消費量の大きい車載機器の作動可能時間を考慮すると、バッテリの充電量を大幅に低下させることは好ましくない。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、再生時においてバッテリの過充電や充電状態の大幅な低下を防止できるように、バッテリの充電状態を適切に維持可能なエンジンの排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンにより駆動されて発電量を可変可能に発電しバッテリを充電する発電機と、エンジンの排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化手段と、排気浄化手段に流入する排気の温度を上昇させ排気浄化手段を再生する再生手段と、を備えたエンジンの排気浄化装置において、バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を備え、再生手段は、再生中に充電状態検出手段により検出したバッテリの充電状態に基づいて、発電機の発電量を可変制御してエンジンに負荷を付与するとともにエンジンの出力トルクを増加させて排気温度を上昇させることを特徴とする。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１において、再生手段は、再生中に充電状態検出手段により検出したバッテリの充電状態が満充電状態に近付くにしたがって発電機の発電量を低下させることを特徴とする。
また請求項３の発明は、請求項２において、再生手段による再生の残り時間を演算する再生残時間演算手段を備えるとともに、充電状態検出手段は、バッテリの充電状態としてバッテリの充電可能容量を検出し、再生手段は、再生中に、充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量を再生残時間演算手段により演算した再生の残り時間で除算して発電許容電流を演算し、該発電許容電流を前記発電機の発電量として設定することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４の発明は、請求項３において、発電機の最大発電電流から車両消費電流を減算して発電機の印加可能電流を演算し、再生手段は、印加可能電流が発電許容電流より低い場合には、印加可能電流を発電機の発電量として設定することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を備え、再生手段は、温度検出手段により検出した排気浄化手段の温度が第１の所定値以上である場合には、発電機の発電量を低下させてエンジンの負荷を低下させる一方、温度検出手段により検出した排気浄化手段の温度が第１の所定値未満である場合には、発電機の発電量を上昇させてエンジンの負荷を上昇させることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、再生手段は、再生中にバッテリの充電状態に基づいて発電機の発電量を変化させる場合に、該発電量及びエンジンの出力トルクを徐々に変化させることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項３〜６のいずれかにおいて、充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量が第２の所定値より少ない場合に、再生手段による再生開始時にバッテリの充電可能容量が第２の所定値まで増加するように再生前にあらかじめ発電機の発電量を低下させる再生準備手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかにおいて、排気浄化手段は、排気中の窒素酸化物を吸蔵する窒素酸化物吸蔵触媒であり、再生手段は、窒素酸化物吸蔵触媒に堆積した硫黄酸化物を除去して該窒素酸化物吸蔵触媒を再生することを特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかにおいて、エンジンは、駆動源としてモータを備えたハイブリッドエンジンであり、発電機は、モータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１のエンジンの排気浄化装置によれば、排気浄化手段の再生中において発電機の発電量を可変制御してエンジンに負荷を付与し、エンジンの出力トルクを増加させるので、容易に排気温度を上昇させて再生を行うことができる。
特に、本願では、再生中にバッテリの充電状態を検出し、この充電状態に基づいて発電機の発電量が可変制御されるので、発電機の発電量の制御を介して再生中でのバッテリの充電状態を制御することができる。したがって、再生時においてバッテリの過充電や充電状態の大幅な低下を防止できるように、バッテリの充電状態を適切に維持することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項２のエンジンの排気浄化装置によれば、バッテリの充電状態が満充電状態に近付くにしたがって発電機の発電量が低下するので、再生中にバッテリの過充電を防止することができる。
本発明の請求項３のエンジンの排気浄化装置によれば、バッテリの充電可能容量を再生の残り時間で除算して求めた発電許容電流を発電機の発電量に設定するので、再生完了時にバッテリが満充電となる。したがって、再生時間を確保した上で過充電を防止しつつバッテリの充電状態を極力満充電に近付けた状態で再生を行うことができる。このように、再生時にバッテリの充電量の低下が抑えられるので、バッテリにより駆動する車載機器等の作動時間を十分に確保することができる。
【００１３】
本発明の請求項４のエンジンの排気浄化装置によれば、発電機による印加可能電流が発電許容電流より低い場合には、この印加可能電流が発電機の発電量に設定されるので、発電機の能力に見合った発電量に設定され、エンジンの出力トルクを発電機の負荷に対応して正確に制御することができる。
本発明の請求項５のエンジンの排気浄化装置によれば、排気浄化手段の温度が第１の所定値以上である場合には、発電機の発電量を低下させエンジンの負荷が低下するので、排気温度が低下する。一方、排気浄化手段の温度が第１の所定値未満である場合には、発電機の発電量を上昇させエンジンの負荷が上昇するので、排気温度が上昇する。このように、排気浄化手段の温度に応じて排気温度が補正され、排気浄化手段の再生をより適切に行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項６のエンジンの排気浄化装置によれば、発電機の発電量を変化させる場合に、該発電量及びエンジンの出力トルクを徐々に変化させるので、エンジンの負荷及び出力トルクの急激な変化が防止され、再生中におけるエンジンの作動を安定化させることができる。
本発明の請求項７のエンジンの排気浄化装置によれば、バッテリの充電可能容量が第２の所定値より少ない場合には、再生前に発電量を低下させてバッテリの充電可能容量を第２の所定値まで増加させるので、過充電をし難くして再生機会をより多く確保することができる。
【００１５】
本発明の請求項８のエンジンの排気浄化装置によれば、窒素酸化物吸蔵触媒に堆積した硫黄酸化物を除去する、所謂Ｓパージ時において、バッテリの充電状態を検出し発電機の発電量を制御することで、バッテリの充電状態を適切に維持することができる。
本発明の請求項９のエンジンの排気浄化装置によれば、ハイブリッドエンジンにおいて、発電機の機能を有するモータを使用して、排気浄化手段の再生中にバッテリの充電状態を検出しモータの発電量を制御することで、バッテリの充電状態を適切に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るエンジンの排気系の概略構成図である。
【図２】Ｓパージの制御要領を示すフローチャートである。
【図３】発電機負荷制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】発電電流最大値を求めるマップである。
【図５】オルタネータの負荷トルクの内訳を示すグラフである。
【図６】Ｓパージ判定用のマップである。
【図７】触媒温度に応じた補正用のマップである。
【図８】再生制御前のバッテリの充電状態の準備制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の排気浄化装置が適用されたエンジン１の排気系の概略構成図である。
本実施形態のエンジン１はディーゼルエンジンである。エンジン１の排気通路２には、排気浄化手段として、エンジン１から下流側に向かって順番に、酸化触媒（ＤＯＣ）３、ＮＯx吸蔵触媒（ＮＴＣ）４、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）５が介装されている。酸化触媒３は、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒貴金属を担持して形成されており、排気中のＣＯ及びＨＣを酸化させてＣＯ２及びＨ２Ｏに変換させるとともに、排気中のＮＯを酸化させてＮＯ２を生成する機能を有する。
【００１８】
ＮＯx吸蔵触媒４は、例えば、白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を含んだ担体に、バリウム（Ｂａ），カリウム（Ｋ）等のＮＯx吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気（酸化雰囲気）下でＮＯxを捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気（還元雰囲気）下で、捕捉しているＮＯxを放出し、排気中のＨＣ、ＣＯと反応させて還元する機能を有している。
【００１９】
ＤＰＦ５は、例えば、ハニカム担体の通路の上流側及び下流側を交互にプラグで閉鎖して、排気中のＰＭを捕集する機能を有しており、更に、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒貴金属を担持して形成されている。
エンジン１のスタータモータ１０は、バッテリ１１より電力を供給されて駆動する。バッテリ１１は、エンジン１により駆動されるオルタネータ（発電機）１２により電力を供給されて充電する。オルタネータ１２は、ＥＣＵ２０により駆動制御され、発電量を可変可能な機能を有している。
【００２０】
バッテリ１１とオルタネータ１２との間を繋ぐ線路には、バッテリ１１に充放電する電流値Ｉｂを検出する電流センサ２１が備えられている。
ＮＯx吸蔵触媒４の上流の排気通路２には、ＮＯx吸蔵触媒４に流入する排気の温度を触媒温度Ｔｃとして検出する温度センサ２２が設けられている。
ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。
【００２１】
ＥＣＵ２０の入力側には、クランク角を検出するクランク角センサや図示しないエアフローセンサ、アクセルポジションセンサ等が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ２０の出力側には、燃料噴射弁やスロットルバルブ等の各種出力デバイスが接続されている。ＥＣＵ２０は、各種センサ類からの検出情報に基づいて筒内への燃料噴射量、燃料噴射時期、吸気量等を演算し、各種出力デバイスにそれぞれ出力することで、適正なタイミングで燃料噴射弁等を制御する。
【００２２】
上記のようにＤＰＦ５の上流に酸化触媒３を配置することにより、リッチ空燃比雰囲気下では、酸化触媒３からＮＯ２が排出され、ＮＯx吸蔵触媒４を通過してＤＰＦ５に流入し、ＤＰＦ５に捕集され堆積しているＰＭ中の炭素成分であるすすと反応してこれを酸化させる。酸化したすすはＣＯ２となり、ＤＰＦ５から除去され、ＤＰＦ５が連続的に再生される（連続再生）。
【００２３】
上記の連続再生では、エンジン１の運転状況により十分にＤＰＦ５の再生が行われない場合がある。そこで、ＥＣＵ２０は、ＤＰＦ５でのＰＭの堆積量を推定し、この推定量が許容量以上となったときに、強制再生を実施させる。強制再生は、ＤＰＦ５に流入する排気の温度を上昇させることで、ＤＰＦ５に堆積したＰＭを燃焼除去し、ＤＰＦ５を再生させるものである（再生手段）。
【００２４】
強制再生の開始判定は、例えば筒内への燃料噴射量とエンジン１の運転時間を積算して推定したり、ＤＰＦ５の上流側と下流側とで排気通路での差圧を検出し、差圧と排気流量との積算値に基づいて判定したりすればよい。
また、エンジン１には、ＮＯx吸蔵触媒４に吸蔵されたＮＯxを排出させるＮＯxパージ機能が備えられている。ＮＯxパージは、ＥＣＵ２０により、上述する各種センサ類からの検出情報、即ちエンジン１の運転状態に基づいて、上記のようにＮＯx吸蔵触媒４に流入する排気の空燃比をリッチ化させることで実行される。また、ＮＯx吸蔵触媒４には燃料中の硫黄成分の酸化によるＳＯｘも硫酸塩として堆積されるので、この堆積した硫黄成分をＮＯx吸蔵触媒４から除去するために、エンジン１にはＳ(サルファ)パージ機能も備えられている。このＳパージは、上記ＮＯxパージと同様にＮＯx吸蔵触媒４に流入する排気の空燃比をリッチ化させるとともに、更に、排気温度を上昇させてＮＯx吸蔵触媒４を高温状態にすることで実行される。ＮＯxパージ及びＳパージの開始判定は、例えば筒内への燃料噴射量とエンジン１の運転時間を積算して推定すればよい。
【００２５】
上記強制再生やＳパージといった再生時において、本実施形態では、排気温度を上昇させる方法として、燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量してトルクを上昇させる方法が採用されている。特に本実施形態では、ＥＣＵ２０は電流センサ２１から入力したバッテリ１１の電流値Ｉｂや温度センサ２２から入力した触媒温度Ｔｃ、エンジン１の回転速度Ｎｅ等のエンジン１の運転状態を入力して、再生時においてバッテリ１１の充電状態に応じてオルタネータ１２の負荷及びエンジン１のトルク制御を行なう。
【００２６】
以下、図２〜図８を用いて、排気浄化装置の再生制御の一つとして、ＮＯx吸蔵触媒４のＳパージの制御について説明する。
図２は、ＥＣＵ２０におけるＳパージ時の制御判別要領を示すフローチャートである。
本ルーチンは、キースイッチＯＮにより実行される。
ステップＳ１０では、バッテリ１１の充電状態を監視する。具体的には、電流センサ２１により検出した、バッテリ１１に充放電する電流値Ｉｂを入力する。そして、ステップＳ２０に進む。
【００２７】
ステップＳ２０では、バッテリ１１の充電状態を示す数値として、バッテリ１１の残容量(充電可能容量)Ｑｂを算出する（充電状態検出手段）。バッテリの残容量Ｑｂは、ステップＳ１０において入力した電流値Ｉｂを積算して求められる。充電状態を示す数値としては、本実施形態では電流×時間で表される残容量Ｑｂ（ＡＨ）が用いられるが、残容量Ｑｂの代わりに、満充電に対する充電量の割合を示すＳＯＣ(％)を用いてもよい。そして、ステップＳ３０に進む。
【００２８】
ステップＳ３０では、ＮＯx吸蔵触媒４がＳパージを必要とするか否かを判別する。Ｓパージを必要とするか否かは、例えばエンジン１の筒内への燃料噴射量とエンジン１の運転時間とを積算し、該積算値があらかじめ設定した許容量を超えたか否かをもって判別すればよい。Ｓパージを必要としない場合は本ルーチンを終了する。Ｓパージを必要とする場合は、ステップＳ４０に進む。
【００２９】
ステップＳ４０では、ステップＳ２０において演算したバッテリ１１の残容量Ｑｂが所定値Ｑ1より大きいか否かを判別する。残容量Ｑｂが所定値Ｑ1より大きい場合には、発電機負荷制御サブルーチンＳ５０が実行される。なお、所定値Ｑ1は、Ｓパージ時にバッテリ１１の充電が必要か否かを判別できるように、満充電に近い値に設定すればよい。そして、発電機負荷制御サブルーチンＳ５０が終了すると、本（メイン）ルーチンも終了する。
【００３０】
ステップＳ４０において、残容量Ｑｂが所定値Ｑ1以下である、即ち満充電に近いと判定された場合は、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ６０では、通常Ｓパージが可能か否かを判別する。通常Ｓパージは、オルタネータ１２の負荷を増加制御せずにバッテリ１１への充電が行われないようにして実行されるＳパージである。詳しくは、エンジン１の運転状態が、オルタネータ１２により負荷をかけなくとも高負荷運転状態であり、Ｓパージが可能であるか否かを判別する。通常Ｓパージが可能である場合には、ステップＳ７０に進む。
【００３１】
ステップＳ７０では、通常Ｓパージを行う。通常Ｓパージは、上記のようにオルタネータ１２の負荷を増加せずにエンジン１の発生トルクを増加させて排気温度を上昇させる制御である。そして、本ルーチンを終了する。
ステップＳ６０において、通常Ｓパージが可能ではないと判定された場合は、ステップＳ８０に進む。
【００３２】
ステップＳ８０では、Ｓパージを行わずに通常のエンジン制御を継続する。そして、本ルーチンを終了する。
図３は、上記メインルーチンのステップＳ５０で実行される発電機負荷制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
本サブルーチンを開始すると、まず、ステップＳ１００では、電流センサ２１により検出した電流値Ｉbを入力する。そして、ステップＳ１１０に進む。
【００３３】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１００において入力した電流値Ｉbを積算して、バッテリ１１の残容量Ｑｂを算出する。そして、ステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０にて演算したバッテリ１１の残容量Ｑｂが所定値Ｑ1より大きいか否か、即ちバッテリ１１が満充電に近い状態でないか否かを判別する。残容量Ｑｂが所定値Ｑ1以下、即ち満充電に近い状態である場合には、本サブルーチンを終了してメインルーチンにリターンする。残容量Ｑｂが所定値Ｑ1より大きい、即ち満充電に近い状態に達していない場合には、ステップＳ１３０に進む。
【００３４】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０において算出したバッテリの残容量Ｑｂと、ステップＳ２５０で後述するＳパージ残り時間Ｔｒとを用いて、次式（１）によりオルタネータ１２の発電許容電流αを算出する。
α＝Ｑｂ／Ｔr・・・（１）
そして、ステップＳ１４０に進む。
【００３５】
ステップＳ１４０では、電流センサ２１によりバッテリ１１へ流出入する電流Ｉｂを検出して入力し、バッテリ１１へ現在流入する電流値Ｉｂと現在設定されているオルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇとに基づいて、次式（２）により現在の車両消費電流Ｉｗを算出する。
Ｉｗ＝Ｉｇ−Ｉｂ・・・（２）
そして、ステップＳ１５０に進む。
【００３６】
ステップＳ１５０では、図４を用いて現在のエンジン回転速度Ｎｅに応じたオルタネータ１２のフル稼働時での発電電流値Ｉｇmaxを求める。そして、該発電電流値ＩｇmaxとステップＳ１４０において算出した車両消費電流Ｉｗに基づいて、次式（３）によりオルタネータ１２が印加可能な電流β(印加可能電流)を算出する。
β＝Ｉｇmax−Ｉｗ・・・（３）
そして、ステップＳ１６０に進む。
【００３７】
ステップＳ１６０では、ステップＳ１３０で演算した発電許容電流αと、ステップＳ１５０で算出した印加可能な電流βとを比較し、この２つの値α、βのうち小さい方の値を選択して、オルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇに設定する。そして、ステップＳ１７０に進む。
ステップＳ１７０では、ステップＳ１６０において設定したオルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇと、ステップＳ１４０において算出した車両消費電流Ｉｗとに基づいて、オルタネータ１２の負荷印加に応じた負荷トルクＬｂを演算する。詳しくは、式（４）に示すように、ステップＳ１６０で設定した発電電流目標値Ｉｇを発生させるために必要なオルタネータ１２の負荷トルクＬａから車両消費電流Ｉｗ分を発電するためのオルタネータ１２の負荷トルクＬｗを減算し、オルタネータ１２による負荷印加分の負荷トルクＬｂを演算する。
【００３８】
Ｌｂ＝Ｌａ−Ｌｗ・・・（４）
そして、ステップＳ１８０に進む。なお、図５は、オルタネータ１２の負荷トルクＬａの内訳を示すグラフである。図５に示すように、エンジン１の回転速度Ｎｅに応じて各値は変化するが、オルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇに対応する負荷トルクＬａは、車両消費電流Ｉｗに対応する負荷トルクＬｗとオルタネータ１２により印加した分の負荷トルクＬｂとを加算した値である。
【００３９】
ステップＳ１８０では、ステップＳ１６０において設定した発電電流目標値Ｉｇ時における負荷ＬａでＳパージが可能か否かを判別する。Ｓパージが可能か否かは、図６に示すようにエンジン１の回転速度Ｎｅとエンジン発生トルク（負荷）とに基づいて求められる。図６中のＳパージ判定用閾値を示す線より低負荷、低回転側がＳパージ不可であり、高回転、高負荷側がＳパージ可能であると判定する。例えば、オルタネータ１２による負荷印加を受けない状態（図６中斜線部）でＳパージ判定用閾値を示す線より低負荷、低回転側であっても、負荷印加を受けて負荷トルクＬｂが追加された状態（図６中ドット部）でＳパージ判定用閾値を示す線より高負荷、高回転側であればＳパージ可能であると判定する。そして、Ｓパージが可能でないと判定された場合には、本サブルーチンを終了してメインルーチンにリターンする。Ｓパージが可能であると判断された場合には、ステップＳ１９０に進む。
【００４０】
ステップＳ１９０では、ステップＳ１６０で演算された発電電流目標値Ｉｇを発電するようにオルタネータ１２を制御する。更に、ステップＳ１７０で演算された負荷トルクＬｂに応じて例えば燃料噴射弁を制御して空燃比をリッチ化し、エンジン１の発生トルクを上昇させる。このとき、エンジン１の運転が不安定とならないように、オルタネータ１２の負荷を徐々に上昇させ、これに合わせてエンジン１の発生トルクも徐々に上昇させるとよい。そして、ステップＳ２００に進む。
【００４１】
ステップＳ２００では、温度センサ２２により検出した排気温度をＮＯｘ吸蔵触媒４の触媒温度Ｔcとして入力する。触媒温度Ｔｃは、エンジン１の運転状態から推定してもよい。そして、ステップＳ２１０に進む。
ステップＳ２１０では、ステップＳ２００において入力した触媒温度Ｔｃが目標値Ｔ1(第１の所定値)以上であるか否かを判別する。目標値Ｔ1は、Ｓパージが十分可能となる温度に設定すればよい。そして、触媒温度Ｔｃが目標値Ｔ1以上である場合には、ステップＳ２２０に進む。
【００４２】
ステップＳ２２０では、オルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇを低下させて、オルタネータ１２の負荷を低下させる。具体的には、図７に示すようなマップを用いて、触媒温度Ｔｃとエンジン回転速度Ｎｅとにより補正量ΔＩｇを求めて、オルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇに減算して補正すればよい。更に、オルタネータ１２の負荷の低下分、エンジン１の発生トルクを低下させる。そして、ステップＳ２４０に進む。
【００４３】
ステップＳ２１０において、触媒温度Ｔcが目標値Ｔ1未満である場合には、ステップＳ２３０に進む。
ステップＳ２３０では、オルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇが上昇するよう制御して、オルタネータ１２の負荷を上昇させる。具体的には、図７を用いて求めた補正量ΔＩｇをオルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇに加算して補正すればよい。更に、オルタネータ１２の負荷の上昇分、エンジン１の発生トルクを上昇させる。そして、ステップＳ２４０に進む。
【００４４】
ステップＳ２４０では、Ｓパージを開始してからの経過時間Ｔｓが設定時間Ｔ2内であるか否かを判別する。設定時間Ｔ2は、硫黄成分がＮＯx吸蔵触媒４から除去される時間にあらかじめ設定されている。経過時間Ｔｓが設定時間Ｔ2を越えた場合には、サブルーチンを終了してメインルーチンにリターンする。経過時間Ｔｓが設定時間Ｔ2内である場合には、ステップＳ２５０に進む。
【００４５】
ステップＳ２５０では、上記Ｓパージの設定時間Ｔ2からＳパージの経過時間Ｔｓを減算し、Ｓパージの残り時間Ｔｒを算出する（再生残時間演算手段）。そして、ステップＳ１００に戻る。
更に、ＥＣＵ２０は、上記再生制御の前に、バッテリ１１の充電状態を適正に準備するバッテリ充電準備制御を行う（再生準備手段）。
【００４６】
図８は、再生制御前のバッテリ１１の充電状態の準備制御を示すフローチャートである。
ステップＳ３００では、Ｓパージが近い将来必要か否かを判別する。Ｓパージが近い将来必要か否かは、エンジン１の筒内への燃料噴射量とエンジン１の運転時間との積算値が、Ｓパージを開始する閾値に近付いたか否かで判定すればよい。Ｓパージが近い将来必要である場合には、ステップＳ３１０に進む。
【００４７】
ステップＳ３１０では、ステップＳ２０のようにバッテリ１１の充電状態を示す残容量Ｑｂを求め、該残容量Ｑｂが所定量Ｑ2（第２の所定値）以上であるか否かを判別する。所定量Ｑ2は、バッテリ１１の容量の余裕が確保できるように設定するとよい。残容量Ｑｂが所定量Ｑ2以上である場合には、ステップＳ３２０に進む。
ステップＳ３２０では、バッテリ１１を所定量Ｑ2以上放電した状態を保持する。そして、本ルーチンを終了する。
【００４８】
ステップＳ３１０において、残容量Ｑｂが所定量Ｑ2以上でない場合には、ステップＳ３３０に進む。
ステップＳ３３０では、発電抑制が可能な状態であるか否か、例えば夜間時のように、ヘッドランプ等の消費電流の比較的大きい電気負荷が作動していない状態であるか否かを判別する。発電抑制が可能な状態である場合には、ステップＳ３４０に進む。
【００４９】
ステップＳ３４０では、オルタネータ１２の発電量を抑制し、バッテリ１１の充電量を低下させて、所定量Ｑ2放電した状態にする。そして、本ルーチンを終了する。
ステップＳ３３０において、発電抑制が可能な状態でないと判定した場合には、ステップＳ３５０に進む。
ステップＳ３５０では、Ｓパージを優先させる必要があるか否かを判別する。詳しくは、発電抑制による弊害があってもＳパージを行う必要があるか否か、具体的には、硫黄成分の堆積量が限界に達し、発電抑制により例えばヘッドランプの照度が低下してもＳパージを行う必要があるか否かを判別し、Ｓパージを行う必要がある場合には、ステップＳ３６０に進む。
【００５０】
ステップＳ３６０では、オルタネータ１２の発電量を抑制し、バッテリ１１の充電量を低下させて、所定量Ｑ2放電した状態にする。そして、本ルーチンを終了する。
ステップＳ３５０において、Ｓパージを優先させる必要がないと判定された場合には、ステップＳ３７０に進む。
ステップＳ３７０では、発電抑制をせずに通常のエンジン制御を継続する。そして、本ルーチンを終了する。
【００５１】
以上のように制御することで、ＮＯx吸蔵触媒４のＳパージ時には、オルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇを可変制御してエンジン１に負荷を付与し、エンジン１の出力トルクを増加させることで、排気温度を上昇させることで、再生が行われる。
特に、本実施形態では、Ｓパージ時にバッテリ１１の充電状態として残容量Ｑｂを検出し、満充電に近い状態（所定値Ｑ1以下）であるか否かを判別する。満充電に近い状態では、オルタネータ１２に負荷印加しない通常Ｓパージを行う。そして、満充電に近い状態でなくバッテリ１１に充電の余地があれば、Ｓパージ残り時間Ｔｒの充電によってバッテリ１１が満充電となる電流値である発電許容電流αをオルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇに設定する。このように、バッテリ１１の充電状態に基づき、発電電流目標値Ｉｇが可変制御されることで、Ｓパージ中にバッテリ１１の充電状態を適切な範囲内に維持することが可能となる。具体的には、バッテリ１１の充電状態が満充電状態に近付くにしたがってオルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇを低下させるので、再生中にバッテリの過充電を防止することができる。
【００５２】
更に、発電電流目標値Ｉｇが発電許容電流αに設定されることで、Ｓパージ完了時に満充電となるので、Ｓパージ時間を確保してＮＯx吸蔵触媒４の再生を十分に可能にした上で、バッテリ１１の過充電を防止しつつ極力満充電に近い状態に維持させることができる。このように再生中にバッテリ１１の充電状態を満充電に近付けることで、再生時におけるエンジン作動による余剰エネルギーが極力バッテリ１１に充電され、その後に利用することで燃費を向上させることができる。
【００５３】
そして、Ｓパージ中における過充電が防止されるので、過充電とならないように再生前にあらかじめバッテリ１１の充電量を大幅に低下させる必要がなくなり、容易に再生開始が可能となる。このように、再生前にあらかじめバッテリ１１の充電量を大幅に低下させる必要がなく、また再生中にバッテリ１１の充電状態が満充電に近付けるように制御されるので、再生時におけるバッテリ１１の充電状態の低下が抑えられ、例えばスタータモータ１２のような車載機器の作動時間を十分に確保することができる。特に、バッテリ１１の容量が比較的少なくとも、過放電を防止することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、オルタネータ１２による印加可能な電流βが発電許容電流αより低い場合には、この印加可能な電流βがオルタネータ１２の発電電流目標値Ｉｇに設定されるので、オルタネータ１２の能力に応じた発電電流目標値Ｉｇに設定され、エンジン１の出力トルクをオルタネータ１２の負荷に対応して正確に制御することができる。
更に、本実施形態では、Ｓパージ中に触媒温度Ｔｃに応じてオルタネータ１２の負荷を増減するので、触媒温度Ｔｃを再生に適した温度に設定することができ、燃料の無駄な消費を抑えつつＳパージを効率的に行うことができる。
【００５５】
本実施形態では、再生前にあらかじめバッテリ１１の充電量を低下させているが、これは大幅に低下させるものではなく、バッテリ１１が過放電状態とならない範囲で極力少なく低下させることが望ましい。このように、バッテリ１１の充電量を低下させることで、再生機会をより確保することができる。
なお、本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵触媒４のＳパージにおいて本発明を適用しているが、これ以外にも例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒４のＮＯｘパージにおいて、あるいはＤＰＦ５の強制再生といったエンジン１１の排気温度を上昇させて行われる各種排気浄化手段の再生時において本発明を適用することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、ディーゼルエンジンに本発明を適用しているが、ガソリンエンジンでもＮＯｘ吸蔵触媒等の排気浄化装置の再生に適用可能である。
また、ハイブリッドエンジンにおいても本発明を適用することも可能である。この場合、図１中の破線で示す走行駆動及び発電用のモータ３０を、オルタネータ１２の代わりに発電機として利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  エンジン
４  ＮＯｘ吸蔵触媒
５  ＤＰＦ
１２  オルタネータ
２０  ＥＣＵ
２１  電流センサ
２２  温度センサ
３０  モータ
【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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