(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド車において、ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するために消費される燃料の量の抑制と、未反応燃料が該ＮＳＲ触媒から流出してしまうことによる排気成分の悪化の抑制とを両立する。【解決手段】ＮＳＲ触媒に燃料を供給するＮＯｘ還元処理の実行に伴って、所定の動力源制御を実行する。所定の動力源制御では、内燃機関の機関回転速度を低減させるかまたは内燃機関の運転を停止させるとともに、要求トルクを補償すべく電動モータを制御する。さらに、所定の動力源制御の実行期間中は、バッテリのＳＯＣについての所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値Ｃ１を、該所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値Ｃ１’に変更する。【選択図】図４
2019127128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希薄燃焼運転を行う内燃機関および電動モータを動力源として有するハイブリッド車であって、前記内燃機関から出力される動力によって発電する発電機と、前記発電機によって発電された電力により充電され且つ前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記内燃機関の運転状態および前記電動モータの駆動状態を制御する制御部と、を備えたハイブリッド車の排気浄化システムであって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
所定のＮＯｘ還元実行条件が成立したときに、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤たる燃料を供給することで、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元させるＮＯｘ還元処理を実行するＮＯｘ還元実行部と、
前記バッテリの充電量を取得するＳＯＣ取得部と、を備え、
前記制御部は、前記ＳＯＣ取得部によって取得される前記バッテリの充電量が所定の目標ＳＯＣ範囲内に維持されるように、前記内燃機関の運転状態を制御することで前記発電機によって発電を行い、且つ、
前記ＮＯｘ還元実行部による前記ＮＯｘ還元処理の実行に伴って、前記制御部は、前記内燃機関の機関回転速度を低減させるかまたは前記内燃機関の運転を停止させるとともに、要求トルクを補償すべく前記電動モータを制御する、所定の動力源制御を実行し、さらに、
前記制御部は、前記所定の動力源制御の実行期間中においては、前記所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値を、前記所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更するハイブリッド車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、ハイブリッド車の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
理論空燃比よりも高い空燃比での運転である希薄燃焼運転を行う内燃機関の排気通路に排気浄化触媒として吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＳＲ触媒」と称する場合もある。）を設ける技術が知られている。ＮＳＲ触媒は、その内部の空燃比が理論空燃比よりも高いリーン空燃比のときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、その内部の空燃比が理論空燃比よりも低いリッチ空燃比であって還元剤が存在するときは、吸蔵していたＮＯｘを放出し還元する機能を有する。
【０００３】
このようなＮＳＲ触媒は、動力源として内燃機関および電動モータを有するハイブリッド車にも適用される。特許文献１には、ハイブリッド車に搭載された内燃機関の排気通路にＮＳＲ触媒が設けられた構成において、該ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するための技術について開示されている。この特許文献１に記載の技術では、ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元する際に、該ＮＳＲ触媒に還元剤たる燃料を供給した後で、内燃機関の機関回転速度を低減させるか、または、内燃機関の運転を停止させる。そして、電動モータを駆動させることで要求トルクを補償する。このような技術によれば、ＮＳＲ触媒に燃料が供給された後、該ＮＳＲ触媒に流入する排気の流量が減少するか、または、該ＮＳＲ触媒に新たに排気が流入しなくなる。その結果、内燃機関の運転状態が通常運転となっている場合に比べて、ＮＳＲ触媒に供給される酸素量が減少し、さらに、排気による持ち去り熱量も減少する。そのため、ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘをより効率的に還元することが可能となる。したがって、ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するために消費される燃料の量を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ハイブリッド車に搭載された内燃機関の排気通路にＮＳＲ触媒が設けられた構成において、該ＮＳＲ触媒に燃料を供給することで該ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元処理の実行に伴って、該内燃機関の機関回転速度を低減させるか、または、該内燃機関の運転を停止させた場合、アクセル開度に応じた要求トルクを補償するために電動モータの出力を調整することが必要となる。つまり、要求トルクに対する電動モータの出力の割合を通常時よりも増加させることになる。そうなると、電動モータの駆動のために消費されるバッテリの電力量が増加するため、該バッテリの充電量（State Of Charge：以下、「ＳＯＣ」と称する場合もある。）が減少することになる。
【０００６】
ここで、ハイブリッド車両においては、バッテリのＳＯＣに対して所定の目標ＳＯＣ範囲が設定されている。そして、バッテリのＳＯＣが該所定の目標ＳＯＣ範囲内に維持されるように発電機による発電が行われる。そのため、上記のとおり、内燃機関の機関回転速度の低減または運転停止とともに要求トルクを補償するための電動モータの出力調整を行った後においても、バッテリのＳＯＣが目標ＳＯＣ範囲の下限値を下回ったときには、その時点のＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ還元の進行状況にかかわらず、該電動モータの駆動が停止される。そして、内燃機関の運転状態を制御することで、発電機に発電を行わせると
ともに、該内燃機関のみによって要求トルクを補償することになる。そうなると、内燃機関の機関回転速度を低減させていたときには、ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ還元の進行状況にかかわらず、該機関回転速度を上昇させることが必要となる。また、内燃機関の運転を停止させていたときには、ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ還元の進行状況にかかわらず、該内燃機関の運転を再開させることになる。
【０００７】
このとき、バッテリのＳＯＣが目標ＳＯＣ範囲の下限値に達した時点でＮＳＲ触媒におけるＮＯｘの還元が完了していなかった場合、該ＮＳＲ触媒において、ＮＯｘの還元に未だ消費されていない燃料成分（以下、「未反応燃料」と称する場合もある。）が存在している状態で、内燃機関の機関回転速度が上昇したり、内燃機関の運転が再開されたりすることになる。そうなると、未反応燃料がＮＳＲ触媒から流出してしまう虞がある。この場合、排気成分の悪化を招くことになる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、車両の動力源として、希薄燃焼運転を行う内燃機関および電動モータを有するハイブリッド車において、該内燃機関の排気通路にＮＳＲ触媒が設けられている場合に、該ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するために消費される燃料の量の抑制と、未反応燃料が該ＮＳＲ触媒から流出してしまうことによる排気成分の悪化の抑制とを両立することが可能な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】
【０００９】
本発明では、ＮＳＲ触媒に燃料を供給するＮＯｘ還元処理の実行に伴って、所定の動力源制御を実行する。所定の動力源制御では、内燃機関の機関回転速度を低減させるかまたは内燃機関の運転を停止させるとともに、要求トルクを補償すべく電動モータを制御する。さらに、所定の動力源制御の実行期間中は、バッテリのＳＯＣについての所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値を、該所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更する。
【００１０】
より詳細には、本発明に係るハイブリッド車の排気浄化システムは、希薄燃焼運転を行う内燃機関および電動モータを動力源として有するハイブリッド車であって、前記内燃機関から出力される動力によって発電する発電機と、前記発電機によって発電された電力により充電され且つ前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記内燃機関の運転状態および前記電動モータの駆動状態を制御する制御部と、を備えたハイブリッド車の排気浄化システムであって、前記内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、所定のＮＯｘ還元実行条件が成立したときに、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤たる燃料を供給することで、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元させるＮＯｘ還元処理を実行するＮＯｘ還元実行部と、前記バッテリの充電量を取得するＳＯＣ取得部と、を備え、前記制御部は、前記ＳＯＣ取得部によって取得される前記バッテリの充電量が所定の目標ＳＯＣ範囲内に維持されるように、前記内燃機関の運転状態を制御することで前記発電機によって発電を行い、且つ、前記ＮＯｘ還元実行部による前記ＮＯｘ還元処理の実行に伴って、前記制御部は、前記内燃機関の機関回転速度を低減させるかまたは前記内燃機関の運転を停止させるとともに、要求トルクを補償すべく前記電動モータを制御する、所定の動力源制御を実行し、さらに、前記制御部は、前記所定の動力源制御の実行期間中においては、前記所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値を、前記所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更する。
【００１１】
本発明に係るハイブリッド車では、電動モータを駆動する際にはバッテリから該電動モータに電力が供給される。このバッテリは、発電機によって発電された電力によって充電される。また、この発電機は、内燃機関から出力される動力によって発電する。また、バッテリのＳＯＣに対しては所定の目標ＳＯＣ範囲が設定されている。そして、制御部は、ＳＯＣ取得部によって取得されるバッテリのＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ範囲内に維持され
るように、内燃機関の運転状態を制御することで発電機による発電を行う。
【００１２】
さらに、ＮＯｘ還元実行部によるＮＯｘ還元処理の実行に伴って、制御部が、内燃機関の機関回転速度を低減させるかまたは内燃機関の運転を停止させるとともに、要求トルクを補償すべく電動モータを制御する、所定の動力源制御を実行する。なお、ＮＯｘ還元処理の実行に伴って所定の動力源制御を実行するときには、ＮＳＲ触媒への燃料供給が実行された後で、内燃機関の機関回転速度の低減または運転停止が実行されてもよい。また、内燃機関の機関回転速度の低減が実行された後で、ＮＳＲ触媒への燃料供給が実行されてもよい。また、ＮＳＲ触媒の直上流に設けられた燃料添加弁によって該ＮＳＲ触媒へ燃料を供給するような場合は、内燃機関の運転停止が実行された後で、ＮＳＲ触媒への燃料供給が実行されてもよい。
【００１３】
そして、このときに、制御部は、所定の動力源制御の実行期間中においては、所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値を、該所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更する。これによれば、所定の動力源制御の実行期間中において、要求トルクを補償すべく電動モータが制御されることでバッテリの電力が消費されても、該バッテリのＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値に達し難くなる。したがって、ＮＳＲ触媒でのＮＯｘ還元が完了する前に、バッテリのＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値を下回ってしまうような状況が生じることが抑制される。これにより、ＮＳＲ触媒において未反応燃料が存在している状態で、電動モータの駆動が停止されるとともに、内燃機関の機関回転速度が上昇したり、内燃機関の運転が再開されたりすることが抑制される。そのため、内燃機関の機関回転速度の上昇または運転再開に伴って未反応燃料がＮＳＲ触媒から流出してしまうことを抑制することができる。よって、本発明によれば、排気成分の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハイブリッド車における内燃機関の排気通路にＮＯｘ触媒が設けられている場合において、ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するために消費される燃料の量の抑制と、未反応燃料が該ＮＳＲ触媒から流出してしまうことによる排気成分の悪化の抑制とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例に係るハイブリッドシステムおよび内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】ＮＯｘ還元処理が実行されたときの、ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量、バッテリのＳＯＣ、ＮＳＲ触媒への単位時間当たりの燃料供給量、ＮＳＲ触媒内の空燃比、内燃機関の機関回転速度、およびＮＳＲ触媒からのＨＣ流出量の推移の一例を示すタイムチャートである。
【図３】実施例に係るＮＯｘ還元処理のフローについて図３に示すフローチャートである。
【図４】図３に示すフローに基づいてＮＯｘ還元処理が実行されたときの、ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量、バッテリのＳＯＣ、ＮＳＲ触媒への単位時間当たりの燃料供給量、ＮＳＲ触媒内の空燃比、内燃機関の機関回転速度、およびＮＳＲ触媒からのＨＣ流出量の推移の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
＜実施例＞
（ハイブリッドシステムおよび内燃機関の吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係るハイブリッドシステムおよび内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。車両１００に搭載されたハイブリッドシステム５０は、内燃機関１、動力分割機構５１、電動モータ５２、発電機５３、バッテリ５４、インバータ５５、減速機５７を備えている。減速機５７は、車両１００の車軸５６に接続されている。車軸５６の両端には車輪５８が接続されている。
【００１８】
動力分割機構５１は、内燃機関１からの出力を発電機５３や車軸５６に振り分けている。そして、発電機５３は、内燃機関１から出力される動力によって発電する。動力分割機構５１は、電動モータ５２からの出力を車軸５６に伝達する機能をも有する。電動モータ５２は、減速機５７を介して車軸５６の回転速度と比例した回転速度で回転する。また、電動モータ５２及び発電機５３には、インバータ５５を介してバッテリ５４が接続されている。
【００１９】
インバータ５５は、バッテリ５４から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ５２に供給する。また、インバータ５５は、発電機５３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５４に供給する。これによって、バッテリ５４の充電を行う。
【００２０】
上記のように構成されたハイブリッドシステム５０では、内燃機関１の出力または電動モータ５２の出力により車軸５６を回転させる。また、内燃機関１の出力と電動モータ５２の出力とを合わせて車軸５６を回転させることもできる。つまり、車両１００の動力源として電動モータ５２および内燃機関１を併用することもできる。さらに、電動モータ５２の出力により内燃機関１のクランクシャフトを回転させることもできる。つまり、車両１００の動力源として電動モータ５２のみを用いることもできる。また、車両１００の減速時には、車軸５６の回転力により電動モータ５２を発電機として作動させることで、運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリ５４に回収させることもできる。
【００２１】
内燃機関１はディーゼルエンジンである。内燃機関１は４つの気筒２を有する。各気筒２には、該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。なお、本発明に係る内燃機関は、ディーゼルエンジンに限られるものではなく、希薄燃焼運転を行うガソリンエンジンであってもよい。内燃機関１には、吸気通路１０および排気通路１１が接続されている。吸気通路１０には、エアフローメータ１２及びスロットル弁１３が設けられている。エアフローメータ１２は内燃機関１の吸入空気量を検出する。スロットル弁１３は内燃機関１の吸入空気量を調整する。
【００２２】
内燃機関１の排気通路１１にはＮＳＲ触媒４が設けられている。ＮＳＲ触媒４より上流側の排気通路１１には空燃比センサ１４が設けられている。また、ＮＳＲ触媒４より下流側の排気通路１１には排気温度センサ１５が設けられている。空燃比センサ１４は、ＮＳＲ触媒４に流入する排気（以下、単に「流入排気」と称する場合もある。）の空燃比を検出する。排気温度センサ１５はＮＳＲ触媒４から流出した排気の温度を検出する。
【００２３】
また、ハイブリッドシステム５０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０を備えている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１２、空燃比センサ１４、および排気温度センサ１５が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ２０には、クランク角センサ１６およびアクセル開度センサ１７が電気的に接続されている。クランク角センサ１６は内燃機関１のクランク角を検出する。アクセル開度センサ１７は車両１００のアクセル開度を検出する。そして、これらのセンサの出力値がＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、クランク角センサ１６の出力値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を算出する。また、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１７の出力値に基づいて、車両１００の駆動力として要求される
トルクである要求トルクを算出する。
【００２４】
また、内燃機関１の運転中においては、ＥＣＵ２０は、エアフローメータ１２の検出値および燃料噴射弁３からの燃料噴射量に基づいて流入排気の流量を推定する。また、ＥＣＵ２０は、排気温度センサ１５の検出値に基づいてＮＳＲ触媒４の温度を推定する。さらに、ＥＣＵ２０は、バッテリ５４に供給される電力量（発電機５３または電動モータ５２による発電量）およびバッテリ５４から放出される電力量（電動モータ５２の駆動のために消費される電力量）を随時積算することで、該バッテリ５４のＳＯＣを推定する。本実施例では、このようにＥＣＵ２０がバッテリ５４のＳＯＣを推定することで、本発明に係る「ＳＯＣ取得部」が実現される。また、ＥＣＵ２０には、電動モータ５２、動力分割機構５１、燃料噴射弁３、およびスロットル弁１３が電気的に接続されている。そして、これらの装置がＥＣＵ２０によって制御される。例えば、ＥＣＵ２０は、バッテリ５４のＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ範囲内に維持されるように、内燃機関１の出力を制御することで発電機５３による発電量を調整する。なお、所定の目標ＳＯＣ範囲は、バッテリ５４にとって適切なＳＯＣの範囲として実験等に基づき予め設定されている。また、本実施例においては、内燃機関１の運転状態および電動モータ５２の駆動状態を制御するＥＣＵ２０が、本発明に係る「制御部」に相当する。
【００２５】
（ＮＯｘ還元処理）
また、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転中、燃料噴射弁３からの燃料噴射量、流入排気の流量、流入排気の空燃比、および、ＮＳＲ触媒４の温度等に基づいて、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量を随時推定する。そして、本実施例では、ＥＣＵ２０によって推定されたＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量に達すると、該ＥＣＵ２０は、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるべくＮＯｘ還元処理を実行する。ＮＯｘ還元処理は、内燃機関１の各気筒２において、燃料噴射弁３によって、圧縮上死点近傍の時期に実行される主燃料噴射に加え副燃料噴射を実行し、それによって、還元剤となる燃料をＮＳＲ触媒４に供給することで実現される。なお、ここでの副燃料噴射は、一燃焼サイクル中における主燃料噴射よりも後の時期であって、噴射された燃料が機関出力に寄与する気筒２内での燃焼に供されない時期に実行される燃料噴射である。このとき、ＮＳＲ触媒４内の空燃比が、該ＮＳＲ触媒４に吸蔵されたＮＯｘの還元が可能なリッチ空燃比となるように副燃料噴射量が調整される。また、所定吸蔵量は、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵能力の回復を実行すべきＮＯｘ吸蔵量の閾値として、実験等に基づいて予め定められている。なお、本実施例においては、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量に達したときに燃料噴射弁３によって副燃料噴射を実行することでＮＯｘ還元処理を実現するＥＣＵ２０が、本発明に係る「ＮＯｘ還元実行部」に相当する。
【００２６】
さらに、本実施例では、ＮＯｘ還元処理の実行に伴って、ＥＣＵ２０が所定の動力源制御を実行する。本実施例に係る所定の動力源制御では、内燃機関１の運転を停止させるとともに、要求トルクを補償すべく電動モータ５２を制御する。このとき、ＥＣＵ２０は、各気筒２において主燃料噴射に加え副燃料噴射を実行することで所定供給量の燃料をＮＳＲ触媒４に供給した後、内燃機関１の運転を停止させる。なお、ここでの内燃機関１の運転停止とは、燃料噴射弁３からの燃料噴射を停止させて機関回転速度を零とすることである。そして、ＥＣＵ２０は、アクセル開度に応じた要求トルクを、電動モータ５２を駆動させることによって補償する。つまり、ＥＣＵ２０は、電動モータ５２のみによって要求トルクが発生するように該電動モータ５２を制御する。
【００２７】
また、本実施例では、ＮＯｘ還元処理において還元剤としてＮＳＲ触媒４に供給される燃料の総量である所定供給量が、内燃機関１を停止させた状態の下で、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されている所定吸蔵量のＮＯｘを還元するのに必要十分な燃料の量として設定されている。ここで、上記のようにＮＯｘ還元処理の実行に伴って所定の動力源制御が実行された
場合、ＮＳＲ触媒４に燃料が供給された後で、内燃機関１の運転が停止されることで該ＮＳＲ触媒４に新たに排気が流入しなくなる。そうすると、ＮＳＲ触媒４に燃料が供給された後も内燃機関１の運転が継続されている場合に比べて、ＮＳＲ触媒４に供給される酸素量が減少し、さらに、ＮＳＲ触媒４から排気によって持ち去られる熱量も減少する。そのため、ＮＳＲ触媒４に燃料が供給された後も内燃機関１の運転が継続された場合に比べて、すなわち、所定の動力源制御を実行することなくＮＯｘ還元処理が実行された場合に比べて、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されたＮＯｘをより効率的に還元することが可能となる。したがって、より少ない量の燃料で、所定吸蔵量のＮＯｘを還元することが可能となる。そのため、ＮＯｘ還元処理の実行に伴って所定の動力源制御が実行される場合の該ＮＯｘ還元処理における所定供給量は、このような点を考慮して、実験等に基づいて予め定められている。
【００２８】
ここで、ＮＯｘ還元処理および所定の動力源制御が実行されたときの、ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量、バッテリのＳＯＣ、ＮＳＲ触媒への単位時間当たりの燃料供給量（以下、「単位燃料供給量」と称する場合もある。）、ＮＳＲ触媒内の空燃比（以下、「ＮＳＲ空燃比」と称する場合もある。）、内燃機関の機関回転速度、およびＮＳＲ触媒からのＨＣ流出量の推移の一例について図２に示すタイムチャートに基づいて説明する。図２に示すタイムチャートのＮＯｘ吸蔵量（ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量）におけるＱｎｏｘ１は所定吸蔵量を表している。また、図２に示すタイムチャートのＮＳＲ空燃比におけるＡ／Ｆｔｈは理論空燃比を表している。また、図２におけるＳＯＣ（バッテリ５４のＳＯＣ）において、Ｃ１は所定の目標ＳＯＣ範囲の下限値（以下、「ＳＯＣ下限値」と称する場合もある。）を表しており、Ｃ２は所定の目標ＳＯＣ範囲の上限値を表している。また、図２におけるＳＯＣにおいて、Ｃｔｈは所定充電量を表している。所定充電量Ｃｔｈは、ＳＯＣ下限値Ｃ１より大きく且つ所定の目標ＳＯＣ範囲の上限値Ｃ２よりも小さい値である。なお、図２は、アクセル開度に応じた要求トルクが、通常では、車両１００の動力源を内燃機関１とする領域（すなわち、電動モータ５２は停止されている領域）に属しているときの各パラメータの推移を示している。
【００２９】
図２では、時期ｔ１において、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｑｎｏｘ１に達する。そのため、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されたＮＯｘを還元すべくＮＯｘ還元処理が実行される。つまり、時期ｔ１において、各気筒２において主燃料噴射に加え副燃料噴射を実行することによるＮＳＲ触媒４への燃料供給が開始される。これにより、ＮＳＲ空燃比がリッチ空燃比となる。そうすると、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘが還元され始めるため、時期ｔ１からＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が減少し始める。なお、図２に示すように、時期ｔ２におけるバッテリ５４のＳＯＣは所定充電量Ｃｔｈ以上となっている。その後、時期ｔ２において、時期ｔ１以降におけるＮＳＲ触媒４への燃料供給量の総量が所定供給量に達すると、所定の駆動源制御が実行される。つまり、時期ｔ２において、内燃機関１の運転が停止され、該内燃機関１の機関回転速度が零となる。なお、これによって、ＮＳＲ触媒４への燃料供給も停止される。さらに、時期ｔ２において、アクセル開度に応じた要求トルクを補償するための電動モータ５２の制御が開始される。そのため、バッテリ５４の電力が電動モータ５２の駆動に消費され始めるため、時期ｔ２からバッテリ５４のＳＯＣが減少し始める。その後、時期ｔ３において、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が零となる、すなわち、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了する。
【００３０】
このとき、時期ｔ３においては、時期ｔ１から時期ｔ２の期間にＮＳＲ触媒４に供給された燃料のほぼ全てがＮＯｘ還元のために消費された状態となっている。つまり、時期ｔ３においては、ＮＳＲ触媒４には未反応燃料がほぼ存在しない状態となっている。そのため、時期ｔ３では、ＮＳＲ空燃比が理論空燃比Ａ／Ｆｔｈ近傍の値となっている。そして、時期ｔ３において、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了すると、所定の動力源制御の実行が停止される。つまり、時期ｔ３において、電動モータ５２の駆動が停止されると
ともに、内燃機関１の運転が再開される。なお、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元の完了時期と、所定の動力源制御の実行停止時期（すなわち、内燃機関１の運転再開時期）とは、必ずしも同時でなくてもよい。つまり、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了した後に、所定の動力源制御の実行が停止されてもよい。
【００３１】
ここで、所定の動力源制御が実行されている時期ｔ２から時期ｔ３の間は、要求トルクを補償するために電動モータ５２が駆動されることから、バッテリ５４のＳＯＣが減少することになる。ただし、図２に示すように、時期ｔ３においてもバッテリ５４のＳＯＣはＳＯＣ下限値Ｃ１以上に維持されている。これは、時期ｔ２におけるバッテリ５４のＳＯＣが所定充電量Ｃｔｈ以上となっているためである。つまり、要求トルクを補償するための電動モータ５２の駆動が開始されるときに、バッテリ５４が十分に充電された状態となっているためである。
【００３２】
そして、図２では、時期ｔ３において内燃機関１の運転が再開された後、時期ｔ４において、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が再度所定吸蔵量Ｑｎｏｘ１に達する。そのため、時期ｔ４から時期ｔ５の期間において、時期ｔ１から時期ｔ２の期間と同様、各気筒２において副燃料噴射が実行され、それによって、所定供給量の燃料がＮＳＲ触媒４に供給される。そして、時期ｔ５において、時期ｔ４以降におけるＮＳＲ触媒４への燃料供給量の総量が所定供給量に達すると、所定の動力源制御が再度実行される。このとき、時期ｔ５においては、時期ｔ２と異なり、バッテリ５４のＳＯＣが所定充電量Ｃｔｈより少なくなっている。そのために、時期ｔ５において所定の動力源制御の実行が開始された後（つまり、要求トルクを補償するための電動モータ５２の制御が開始された後）、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が略零となる前、すなわち、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了する前の時期ｔ６において、バッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値Ｃ１まで減少してしまう。そうなると、バッテリ５４のＳＯＣを所定の目標ＳＯＣ範囲内に維持するために、時期ｔ６において、所定の動力源制御の実行が停止される、つまり、電動モータ５２の駆動が停止されるとともに、内燃機関１の運転が再開されることになる。
【００３３】
この場合、時期ｔ６の時点ではＮＳＲ触媒４に未反応燃料が残留しているため、該ＮＳＲ触媒４に未反応燃料が存在している状態で内燃機関１の運転が再開されることになる。そうなると、ＮＳＲ触媒４に排気が流入するとともに、該ＮＳＲ触媒４に存在していた未反応燃料が排気とともに該ＮＳＲ触媒４から流出することになる。そのため、図２では、時期ｔ６の直後において、ＮＳＲ触媒４からの、未反応燃料であるＨＣの流出量が大幅に増加している。
【００３４】
このように、ＮＯｘ還元処理の実行に伴って所定の動力源制御を実行した場合に、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了する前に該バッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値Ｃ１を下回ってしまうと、該ＮＯｘ還元が完了する前に内燃機関１の運転を再開させることが必要となる。そして、このような場合は、ＮＳＲ触媒４から未反応燃料が流出してしまうことで、排気成分の悪化を招く虞がある。
【００３５】
そこで、本実施例では、ＮＯｘ還元処理の実行に伴って所定の動力源制御を実行する際に、所定の動力源制御の実行期間中においては、ＳＯＣ下限値を、該所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更する。これによれば、所定の動力源制御の実行期間中において、バッテリ５４のＳＯＣが減少しても、該バッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値に達し難くなる。したがって、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了する前に、バッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値を下回ってしまうような状況が生じることが抑制される。
【００３６】
（ＮＯｘ還元処理のフロー）
以下、本実施例に係るＮＯｘ還元処理のフローについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されたプログラムが実行されることによって実現される。
【００３７】
本フローは内燃機関１の運転中にその実行が開始される。上述したように、内燃機関１の運転中においては、ＥＣＵ２０によってＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が随時推定されている。そして、本フローのＳ１０１では、ＥＣＵ２０によって推定されたＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量Ｑｎｏｘが所定吸蔵量Ｑｎｏｘ１以上となったか否かが判別される。なお、本実施例では、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量Ｑｎｏｘが所定吸蔵量Ｑｎｏｘ１に達することが、本発明に係る「所定のＮＯｘ還元実行条件」に相当する。ただし、本発明に係る「所定のＮＯｘ還元実行条件」はこれに限られるものではない。例えば、内燃機関１での燃料噴射量の積算値が所定の閾値に達する毎にＮＯｘ還元処理を実行するようにした場合は、前回のＮＯｘ還元処理の実行終了時からの内燃機関１での燃料噴射量の積算値が所定の閾値に達することをＮＯｘ還元実行条件としてもよい。また、ＮＳＲ触媒４よりも下流側の排気通路１１にＮＯｘセンサを設けた構成においては、該ＮＯｘセンサの出力値が所定の閾値に達することをＮＯｘ還元実行条件としてもよい。また、ＮＳＲ触媒４の温度や流入排気の流量を考慮してＮＯｘ還元実行条件が成立しているか否かを判別してもよい。
【００３８】
Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ１０２の処理が実行される。Ｓ１０２においては、ＮＯｘ還元処理が実行される。つまり、各気筒２において主燃料噴射に加え副燃料噴射が実行されることでＮＳＲ触媒４への燃料供給が実行される。次に、Ｓ１０３において、今回のＮＳＲ触媒４への燃料供給が開始されてから（すなわち、副燃料噴射の実行が開始されてから）のＮＳＲ触媒４への総燃料供給量Ｑｓｆが所定供給量Ｑｓｆ１以上となったか否かが判別される。Ｓ１０３において否定判定された場合、Ｓ１０２の処理が再度実行される。つまり、ＮＳＲ触媒４への燃料供給が継続される。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合、次にＳ１０４の処理が実行される。
【００３９】
Ｓ１０４では、ＳＯＣ下限値がＣ１からＣ１´に低減される。つまり、Ｓ１０３において肯定判定されるまでは、所定の動力源制御は実行されていないため、ＳＯＣ下限値は図２に示すＣ１に設定されている。そして、Ｓ１０３において肯定判定されると、Ｓ１０４において、ＳＯＣ下限値の設定値がＣ１よりも小さいＣ１´に変更される。なお、Ｃ１およびＣ１´は、いずれも、バッテリ５４の性能を考慮して予め定められた値である。
【００４０】
次に、Ｓ１０５において、所定の動力源制御の実行が開始される。つまり、内燃機関１の運転が停止されるとともに、要求トルクを補償するための電動モータ５２の制御が実行される。次に、Ｓ１０６において、Ｓ１０２におけるＮＳＲ触媒４への燃料供給が開始されてからの経過時間ｄｔｒ（すなわち、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘ還元が行われている期間の長さ）が所定時間ｄｔｒ１以上となったか否かが判別される。ここで、所定時間ｄｔｒ１は、ＮＯｘ還元処理とともに所定の動力源制御が実行されたときにＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了するのに十分な期間として、実験等に基づき予め定められた期間である。なお、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元速度は、該ＮＳＲ触媒４の温度に応じて変化する。そのため、ＮＯｘ還元処理の実行開始時におけるＮＳＲ触媒４の温度に基づいて所定時間ｄｔｒ１を設定してもよい。さらに、ＮＯｘ還元処理の実行後におけるＮＳＲ触媒４の温度推移を予測し、該温度推移の予測値をも考慮して所定時間ｄｔｒ１を設定してもよい。
【００４１】
Ｓ１０６において否定判定された場合、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘ還元が継続していると判断できる。この場合、次にＳ１０９の処理が実行される。Ｓ１０９においては、バ
ッテリ５４のＳＯＣが、Ｓ１０４で設定されたＳＯＣ下限値Ｃ１´より少ないか否かが判別される。Ｓ１０９において否定判定された場合、所定の動力源制御を継続することが可能と判断できる。この場合、Ｓ１０６の処理が再度実行される。一方、Ｓ１０９において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０７において、所定の動力源制御の実行が停止される。つまり、電動モータ５２の駆動を停止させるとともに、内燃機関１の運転を再開させる。この場合、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘ還元が完了していない状態で、内燃機関１の運転が再開されることになる。ただし、所定の動力源制御の実行中にバッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値Ｃ１´を下回る確率（すなわち、Ｓ１０９で肯定判定される確率）は、バッテリ５４のＳＯＣが、変更前のＳＯＣ下限値Ｃ１を下回る確率よりも、当然低くなる。
【００４２】
また、Ｓ１０６において肯定判定された場合、バッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値Ｃ１´を下回る前に、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘ還元が完了したと判断できる。この場合も、次に、Ｓ１０７において、所定の動力源制御の実行が停止される。ただし、この場合は、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘ還元が完了した状態で、内燃機関１の運転が再開されることになる。Ｓ１０７の次には、Ｓ１０８において、ＳＯＣ下限値がＣ１´からＣ１に復帰される。
【００４３】
なお、上記フローは、アクセル開度に応じた要求トルクが、車両１００の動力源を内燃機関１とする領域に属していることを前提として実行されるフローである。したがって、例えば、Ｓ１０６において肯定判定された時点において、アクセル開度に応じた要求トルクが、車両１００の動力源を電動モータ５２のみとする領域に移行していた場合、Ｓ１０７の処理は実行されずに、内燃機関１の運転が停止されたまま電動モータ５２の駆動が継続されることになる。
【００４４】
次に、図３に示すフローに基づいてＮＯｘ還元処理が実行されたときの、ＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量、バッテリのＳＯＣ、ＮＳＲ触媒への単位燃料供給量、ＮＳＲ空燃比、内燃機関の機関回転速度、およびＮＳＲ触媒からのＨＣ流出量の推移の一例について図４に示すタイムチャートに基づいて説明する。なお、図４も、図２と同様、アクセル開度に応じた要求トルクが、車両１００の動力源を内燃機関１とする領域に属しているときの各パラメータの推移を示している。
【００４５】
図４に示すタイムチャートにおいても、時期ｔ５より前までは、それぞれのパラメータの値が図２に示すタイムチャートと同様に推移する。ただし、時期ｔ２から時期ｔ３までの期間は、所定の動力源制御が実行されているため、ＳＯＣ下限値がＣ１´に低減されている。そして、図４では、時期ｔ５において、所定の動力源制御が再度実行されると、ＳＯＣ下限値がＣ１からＣ１´に再度低減される。そのため、時期ｔ５以降の所定の動力源制御の実行中において、バッテリ５４のＳＯＣが、変更前のＳＯＣ下限値（すなわち、所定の動力源制御の実行期間以外の時のＳＯＣ下限値）であるＣ１を下回っても、該所定の動力源制御の実行が継続される。そして、時期ｔ７において、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量が零となる、すなわち、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了すると、所定の動力源制御の実行が停止される。また、時期ｔ７において、ＳＯＣ下限値がＣ１´からＣ１に復帰される。
【００４６】
この場合、時期ｔ５におけるバッテリ５４のＳＯＣが所定充電量Ｃｔｈより少なくなっていたとしても、時期ｔ７において内燃機関１の運転が再開されるときには、時期ｔ４から時期ｔ５の期間にＮＳＲ触媒４に供給された燃料のほぼ全てがＮＯｘ還元のために消費された状態となっている。つまり、時期ｔ７においては、ＮＳＲ触媒４には未反応燃料がほぼ存在しない状態となっている。そのため、時期ｔ７では、時期ｔ３と同様、ＮＳＲ空燃比が理論空燃比Ａ／Ｆｔｈ近傍の値となっている。つまり、バッテリ５４のＳＯＣが所定充電量Ｃｔｈより少ない状態で所定の動力源制御の実行が開始されたとしても、ＮＳＲ
触媒４には未反応燃料がほぼ存在しない状態で内燃機関１の運転を再開させることができる。そのため、時期ｔ７の直後においては、図２において時期ｔ６直後に示されるようなＮＳＲ触媒４からのＨＣ流出量の大幅な増加は発生しない。
【００４７】
以上説明したように、本実施例においては、ＮＯｘ還元処理の実行に伴って所定の動力源制御を実行することで、ＮＯｘ還元のためにＮＳＲ触媒４に供給される燃料の総量（副燃料噴射量の総量）を減らすことができる。したがって、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されたＮＯｘを還元するために消費される燃料の量を抑制することができる。さらに、本実施例においては、所定の動力源制御の実行期間中においては、ＳＯＣ下限値を、該所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更することで、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元が完了する前に、バッテリ５４のＳＯＣがＳＯＣ下限値を下回ってしまうような状況が生じることを抑制することができる。これにより、ＮＳＲ触媒４において未反応燃料が存在している状態で、電動モータ５２の駆動が停止されるとともに、内燃機関１の運転が再開されることを抑制することができる。そのため、内燃機関１の運転再開に伴って未反応燃料がＮＳＲ触媒４から流出してしまうことを抑制することができる。よって、排気成分の悪化を抑制することができる。
【００４８】
したがって、本実施例によれば、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されたＮＯｘを還元するために消費される燃料の量の抑制と、未反応燃料が該ＮＳＲ触媒から流出してしまうことによる排気成分の悪化の抑制とを両立することができる。
【００４９】
（変形例１）
次に、本実施例の変形例について説明する。上記実施例では、内燃機関１のみを車両１００の動力源としているときにＮＯｘ還元処理を実行する際に本発明を適用した場合を例に挙げて説明した。しかしながら、車両１００の動力源として内燃機関１と電動モータ５２とを併用しているときにＮＯｘ還元処理を実行する際にも本発明を適用することができる。この場合も、車両１００の動力源として内燃機関１と電動モータ５２とを併用しているときにＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量Ｑｎｏｘが所定吸蔵量Ｑｎｏｘ１に達すると、ＮＯｘ還元処理が実行され、さらに、該ＮＯｘ還元処理の実行に伴い所定の駆動源制御が実行される。そして、所定の動力源制御の実行期間中においては、ＳＯＣ下限値が、該所定の動力源制御の実行期間以外の時より小さい値に変更される。
【００５０】
（変形例２）
また、上記実施例では、所定の駆動源制御において、内燃機関１の運転を停止させた。しかしながら、所定の駆動源制御では、必ずしも、内燃機関１の運転を停止させる必要はなく、内燃機関１の運転を継続しつつ、その機関回転速度を通常運転時よりも低減させてもよい。ここで、通常運転とは、要求トルクに応じて予め定められている内燃機関の運転状態のことである。なお、当然のことながら、この場合においても、内燃機関１の機関回転速度の低減に伴うトルクの低下を補うために電動モータ５２が制御される。
【００５１】
内燃機関１の機関回転速度を低減させた場合、その運転状態が通常運転に維持されている場合に比べて、ＮＳＲ触媒４に流入する排気の流量が少なくなる。そうすると、内燃機関の運転状態が通常運転に維持されている場合に比べて、ＮＳＲ触媒４に供給される酸素量が減少し、さらに、ＮＳＲ触媒４から排気によって持ち去られる熱量も減少する。したがって、所定の駆動源制御において内燃機関１の機関回転速度を低減させる場合であっても、内燃機関１の運転状態を通常運転に維持する場合に比べて、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されたＮＯｘをより効率的に還元することが可能となる。なお、この場合は、内燃機関１の機関回転速度を低減させた状態の下で所定吸蔵量のＮＯｘを還元することができるような量に、ＮＯｘ還元処理における所定供給量が設定される。
【００５２】
また、所定の駆動源制御において、内燃機関１の運転を停止させずに該内燃機関１の機関回転速度を通常運転時よりも低減させる場合は、内燃機関１の機関回転速度の低減および要求トルクを保障するための電動モータ５２の制御の実行開始後にＮＯｘ還元処理を実行してもよい。つまり、内燃機関１の機関回転速度を低減させた後で、各気筒２において主燃料噴射に加え副燃料噴射を実行することでＮＳＲ触媒４に燃料を供給してもよい。
【００５３】
（変形例３）
また、図１に示す構成において、さらに、ＮＳＲ触媒４よりも上流側の排気通路１１に、排気中に燃料を添加する燃料添加弁を設けてもよい。そして、ＮＯｘ還元処理を実行する際に、上述した各気筒２での副燃料噴射に代えて、燃料添加弁から燃料を添加することでＮＳＲ触媒４に燃料を供給してもよい。また、排気通路１１に排気が流れていない状態でも燃料添加弁から添加された燃料がＮＳＲ触媒４に到達するように、排気通路１１におけるＮＳＲ触媒４の直上流に燃料添加弁を設けてもよい。このような構成によれば、所定の駆動源制御において内燃機関１の運転を停止させる場合であっても、該内燃機関１の運転停止後にＮＯｘ還元処理を実行することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ触媒）
１０・・吸気通路
１１・・排気通路
１２・・エアフローメータ
１３・・スロットル弁
１４・・空燃比センサ
１５・・排気温度センサ
２０・・ＥＣＵ
５０・・ハイブリッドシステム
５１・・動力分割機構
５２・・電動モータ
５３・・発電機
５４・・バッテリ
５５・・インバータ
５６・・車軸
５７・・減速機
５８・・車輪
１００・・車両
【図１】
2019127128.tif 000003
【図２】
2019127128.tif 000004
【図３】
2019127128.tif 000005
【図４】
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