(57)【要約】【課題】ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生を行う際のＮＯｘ排出量の増大を抑制する。【解決手段】ハイブリッド車１は、エンジン１０と、モータジェネレータ２０と、三元触媒８１及びＮＯｘ吸蔵還元触媒８２と、コントロールユニット１００とを備えている。コントロールユニット１００は、エンジン１０の空燃比がリッチな状態でエンジン１０を運転することによってＮＯｘ吸蔵還元触媒８２を再生する触媒再生運転を実行するように構成されており、リーン運転から触媒再生運転に移行する運転移行時、又は、触媒再生運転からリーン運転に移行する運転移行時には、エンジン１０の空燃比を移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化させ、エンジン１０の空燃比が変化している間、エンジン１０への燃料噴射時期を移行前の運転時及び移行後の運転時よりも進角させるＮＯｘ抑制移行制御を実行する。【選択図】図５
2015129455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに駆動されて発電するモータジェネレータと、
前記エンジンの排気系に設けられた三元触媒及びＮＯｘ吸蔵還元触媒と、
前記エンジン及び前記モータジェネレータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記エンジンの空燃比がリッチな状態で該エンジンを運転することによって、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元して該ＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生する触媒再生運転を実行するように構成されており、
前記エンジンの空燃比が前記触媒再生運転時よりもリーンな状態で該エンジンを運転しているリーン運転から該触媒再生運転に移行する運転移行時、又は、該触媒再生運転から該リーン運転に移行する運転移行時には、該エンジンの空燃比を移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化させ、該エンジンの空燃比が変化している間、前記エンジンへの燃料噴射時期を移行前の運転時及び移行後の運転時よりも進角させるＮＯｘ抑制移行制御を実行するハイブリッド車。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車において、
前記制御部は、前記運転移行時の前記燃料噴射時期の進角量を前記エンジンの空燃比がリッチになるほど大きくするハイブリッド車。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車において、
前記制御部は、前記運転移行時に前記エンジンの空燃比及び前記燃料噴射時期の進角量に応じて該エンジンの点火時期をリタードさせるハイブリッド車。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載のハイブリッド車において、
前記制御部は、
前記ＮＯｘ抑制制御において、前記エンジンの空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化するように前記エンジンの運転状態を漸次変更し、該エンジンの空燃比に応じて前記燃料噴射時期の進角量を調整するように構成されており、
バッテリのＳＯＣが所定の第１容量以上であり且つ要求される発電量が所定の発電閾値以下であるときには、前記ＮＯｘ抑制移行制御を実行する一方、
バッテリのＳＯＣが該第１容量よりも小さい又は要求される発電量が該発電閾値よりも大きいときには、前記運転移行時に、前記エンジンの空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ前記ＮＯｘ抑制移行制御よりも短い期間で変化するように前記エンジンの運転状態を変更する通常移行制御を行うハイブリッド車。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車において、
前記制御部は、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘの吸蔵量が所定の第１吸蔵量以上のときに前記触媒再生運転を実行し、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘの吸蔵量が前記第１吸蔵量よりも小さい場合であっても、該ＮＯｘの吸蔵量が前記第１吸蔵量よりも小さい第２吸蔵量以上であり且つバッテリのＳＯＣが前記第１容量よりも大きい第２容量以下であるときには前記ＮＯｘ抑制移行制御を行いつつ前記触媒再生運転を実行するハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えたハイブリッド車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が排気通路に設けられたハイブリッド車が知られている。例えば、特許文献１に係るハイブリッド車では、触媒のＮＯｘ吸蔵量が増加すると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生が行われる。ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生では、空燃比がリッチとなるリッチ運転が行われ、触媒に吸蔵されたＮＯｘを燃料により還元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６８８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空燃比がリーンなリーン運転から、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生時のリッチ運転に移行する際に、ＮＯｘ排出量が一時的に増大する場合がある。ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生を行うときは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒でＮＯｘを吸蔵できる余裕があまり無いときであるので、このタイミングでＮＯｘ排出量が増大することは好ましくない。
【０００５】
ここに開示された技術は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生を行う際のＮＯｘ排出量の増大を抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示されたハイブリッド車は、エンジンと、前記エンジンに駆動されて発電するモータジェネレータと、前記エンジンの排気系に設けられた三元触媒及びＮＯｘ吸蔵還元触媒と、前記エンジン及び前記モータジェネレータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記エンジンの空燃比がリッチな状態で該エンジンを運転することによって、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元して該ＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生する触媒再生運転を実行するように構成されており、前記エンジンの空燃比が前記触媒再生運転時よりもリーンな状態で該エンジンを運転しているリーン運転から該触媒再生運転に移行する運転移行時、又は、該触媒再生運転から該リーン運転に移行する運転移行時には、該エンジンの空燃比を移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化させ、該エンジンの空燃比が変化している間、前記エンジンへの燃料噴射時期を移行前の運転時及び移行後の運転時よりも進角させるＮＯｘ抑制移行制御を実行するものとする。
【０００７】
前記の構成によれば、排気通路に三元触媒とＮＯｘ吸蔵還元触媒とが設けられている。三元触媒は、空燃比に応じてＮＯｘの浄化特性が異なる。例えば、三元触媒は、理論空燃比において高い浄化性能を示し、空燃比がリーンな環境においてはＮＯｘの浄化能力が低い。そこで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を設けることによって、リーン運転を含む様々な運転状態におけるＮＯｘの浄化を可能としている。
【０００８】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、ＮＯｘの吸蔵量が増大していくと、やがて触媒再生運転を行う必要がある。触媒再生運転では、エンジンの空燃比がリッチな状態にされ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘが燃料により還元される。
【０００９】
ところで、エンジンの燃焼室から排出されるＮＯｘは、理論空燃比近傍の運転状態において多くなり、空燃比がリーンになるほど少なくなる。また、三元触媒の浄化性能は、理論空燃比近傍において高く、空燃比がリーンになるほど低下する。しかしながら、理論空燃比近傍の、空燃比がリーンな運転状態においては燃焼室から排出されるＮＯｘの低下よりも、三元触媒の浄化性能の低下の方が大きいため、三元触媒下流におけるＮＯｘ排出量は、理論空燃比近傍のリーンな運転状態において大きくなる。つまり、エンジンの空燃比に対する燃焼室からのＮＯｘ排出量とエンジンの空燃比に対する三元触媒のＮＯｘ浄化性能との関係に起因して、エンジンの空燃比によっては三元触媒下流におけるＮＯｘ排出量を十分に低減できない場合がある。
【００１０】
前記触媒再生運転は、エンジンの空燃比がリッチであるため、燃焼室から排出されるＮＯｘが少ないか又は三元触媒の浄化性能が高い運転状態であるので、三元触媒下流におけるＮＯｘ排出量も少ない。しかしながら、触媒再生運転に移行する場合には移行前の運転状態、又は、触媒再生運転から移行する場合には移行後の運転状態がリーンな運転状態である場合には、運転移行時に、エンジンの空燃比が三元触媒下流におけるＮＯｘ排出量が多くなる空燃比（例えば、空燃比が理論空燃比近くのリーンな空燃比）に一時的になってしまう場合がある。そうすると、三元触媒下流におけるＮＯｘ排出量が増加してしまう虞がある。
【００１１】
それに対し、前記の構成では、リーン運転から触媒再生運転に移行するとき、又は、触媒再生運転からリーン運転に移行するときには、エンジンの空燃比を移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化させ、空燃比が変化している間、燃料噴射時期を移行前の運転時及び移行後の運転時よりも進角させるＮＯｘ抑制移行制御を実行する。エンジンの空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化させられるので、エンジンの空燃比が三元触媒下流におけるＮＯｘ排出量が多くなる空燃比に一時的になってしまう。しかしながら、このときには、燃焼供給時期が進角させられている、即ち、燃料が早めに供給されているので、燃料と空気がより均質に混ざり合う。これにより、局所的な急速燃焼によるＮＯｘの発生を抑制することができる。その結果、燃焼室からのＮＯｘ排出量の増大を抑制することができる。
【００１２】
また、前記制御部は、前記運転移行時の前記燃料噴射時期の進角量を前記エンジンの空燃比がリッチになるほど大きくするようにしてもよい。
【００１３】
空気量に対する燃料量が多くなればなるほど、筒内での燃料の偏在の問題が大きくなる。前記の構成によれば、空気量に対する燃料量が多くなるほど、燃料噴射時期が進角させられるので、空燃比の増加にもかかわらず、混合気を均質にすることができる。
【００１４】
さらに、前記制御部は、前記運転移行時に前記エンジンの空燃比及び前記燃料噴射時期の進角量に応じて該エンジンの点火時期をリタードさせてもよい。
【００１５】
前記の構成によれば、空燃比及び燃料噴射時期に応じて点火時期がリタードさせられる。その結果、空燃比及び燃料噴射時期に応じた適切なエンジン運転状態を実現できると共に、空燃比が変化する際のエンジン回転数の急変を低減することができる。
【００１６】
さらに、前記制御部は、前記ＮＯｘ抑制制御において、前記エンジンの空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化するように前記エンジンの運転状態を漸次変更し、該エンジンの空燃比に応じて前記燃料噴射時期の進角量を調整するように構成されており、バッテリのＳＯＣが所定の第１容量以上であり且つ要求される発電量が所定の第１発電量以下であるときには、前記ＮＯｘ抑制移行制御を実行する一方、バッテリのＳＯＣが該第１容量よりも小さい又は要求される発電量が該第１発電量よりも大きいときには、前記運転移行時に、前記エンジンの空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ前記ＮＯｘ抑制移行制御よりも短い期間で変化するように前記エンジンの運転状態を変更する通常移行制御を行うようにしてもよい。
【００１７】
前記の構成によれば、バッテリの充電状態が悪いとき（即ち、ＳＯＣが第１容量よりも小さいとき）又は要求される発電量（以下、「要求発電量」という）が大きいとき（即ち、要求発電量が第１発電量よりも大きいとき）には、運転移行時に、ＮＯｘ抑制移行制御ではなく、通常移行制御を行う。通常移行制御は、ＮＯｘ抑制移行制御に比べて、エンジンの空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化する期間が短いので、触媒再生運転を完了して発電運転に戻ってくるまでの時間が短くなる。その結果、バッテリを可及的速やかに充電することができる。
【００１８】
さらに、前記制御部は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘの吸蔵量が所定の第１吸蔵量以上のときに前記触媒再生運転を実行し、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘの吸蔵量が前記第１吸蔵量よりも小さい場合であっても、該ＮＯｘの吸蔵量が前記第１吸蔵量よりも小さい第２吸蔵量以上であり且つバッテリのＳＯＣが前記第１容量よりも大きい第２容量以下であるときには前記ＮＯｘ抑制移行制御を行いつつ前記触媒再生運転を実行するようにしてもよい。
【００１９】
前記の構成によれば、触媒再生運転は、基本的にはＮＯｘの吸蔵量が第１吸蔵量以上のときに実行される。しかし、ＮＯｘの吸蔵量が第１吸蔵量に達していなくても、ＮＯｘ吸蔵量が或る程度多く（即ち、ＮＯｘの吸蔵量が第２吸蔵量以上である）且つバッテリの充電状態が悪いけれども前記通常移行制御の条件よりは大きい（即ち、ＳＯＣが第１容量よりも大きい第２容量以下）ときには、ＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転が実行される。つまり、通常であれば触媒再生運転を行わないようなＮＯｘの吸蔵量であっても、ＮＯｘの吸蔵量がすぐに触媒再生運転の実行条件に達し且つ、バッテリのＳＯＣがすぐに通常移行制御の実行条件まで低下してＮＯｘ抑制移行制御が実行できなくなることが予測されるような場合には、前もってＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転を実行する。これにより、エミッション性能を向上させた触媒再生運転を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
前記ハイブリッド車によれば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生を行う際のＮＯｘ排出量の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ハイブリッド車の概略図である。
【図２】ハイブリッド車のエンジン及び制御システムを示す図である。
【図３】触媒再生運転のフローチャートの前半部分である。
【図４】触媒再生運転のフローチャートの後半部分である。
【図５】ＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転のタイムチャートであり、（Ａ）は空気過剰率を、（Ｂ）は燃料噴射時期を、（Ｃ）は点火時期を示す。
【図６】通常移行制御を伴う触媒再生運転のタイムチャートであり、（Ａ）は空気過剰率を、（Ｂ）は燃料噴射時期を、（Ｃ）は点火時期を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、ハイブリッド車１（以下、「車両１」という）の概略図である。図２は、ハイブリッド車のエンジン及び制御システムを示す図である。
【００２３】
この車両１は、所謂シリーズ式のハイブリッド車であって、エンジン１０と、回転軸が該エンジン１０の出力軸（後述のエキセントリックシャフト１３）に連結されていて、エンジン１０を駆動して始動させかつ該始動後のエンジン１０により駆動されて発電するモータジェネレータ２０と、このモータジェネレータ２０によって発電された電力が蓄電（充電）される高電圧・大容量のバッテリ３０と、エンジン１０に駆動されることによるモータジェネレータ２０の発電電力及びバッテリ３０の蓄電電力（放電電力）のうちの少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータ４０とを備えている。
【００２４】
モータジェネレータ２０、バッテリ３０及び走行用モータ４０の間には、インバータ５０が設けられている。このインバータ５０を介して、モータジェネレータ２０の発電電力が、バッテリ３０及び／又は走行用モータ４０に供給されるとともに、バッテリ３０からの放電電力が、モータジェネレータ２０及び／又は走行用モータ４０に供給される。
【００２５】
走行用モータ４０は、モータジェネレータ２０の発電電力及びバッテリ３０からの放電電力の少なくとも一方が供給されることにより駆動される。この走行用モータ４０の駆動力が、デファレンシャル装置６０を介して、駆動輪としての左右の前輪６１に伝達され、これにより、車両１が走行する。尚、走行用モータ４０は、回生発電電力を発生可能なものであって、車両１の減速時にジェネレータとして作動して、その発電した電力（回生発電電力）がバッテリ３０に充電される。また、バッテリ３０は、車両１の外部の電源による外部充電が可能である。
【００２６】
エンジン１０は、モータジェネレータ２０による発電用にのみ使用される。エンジン１０は、本実施形態では、水素タンク７０に貯留されている水素ガスが、燃料として供給される水素エンジンである。
【００２７】
図２に示すように、エンジン１０は、ツインロータ式（２気筒）のロータリピストンエンジンであって、２つの繭状のロータハウジング１１内（気筒内）に形成されるロータ収容室１１ａに、概略三角形状のロータ１２がそれぞれ収容されて構成されている。２つのロータハウジング１１は、３つのサイドハウジング（図示せず）の間に挟み込むようにして該サイドハウジングと一体化されてなり、各ロータハウジング１１とその両側のサイドハウジングとで各ロータ収容室１１ａが形成される。尚、図２では、２つのロータハウジング１１（２つの気筒）を展開した状態で図示しており、２つのロータハウジング１１内の中央部にそれぞれ描いているエキセントリックシャフト１３は、同じものである。
【００２８】
前記各ロータ１２は、その三角形の各頂部に図示しないアペックスシールを有し、これらアペックスシールがロータハウジング１１のトロコイド内周面に摺接しており、このことで、各ロータ１２により各ロータ収容室１１ａ（各気筒内）に３つの作動室（燃焼室に相当）が画成される。そして、各ロータ１２は、該ロータ１２の３つのアペックスシールが各々ロータハウジング１１のトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト１３の周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト１３の軸心の周りに公転するようになっている。ロータ１２が１回転する間に、該ロータ１２の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ１２を介して出力軸としてのエキセントリックシャフト１３から出力される。
【００２９】
前記各ロータ収容室１１ａには、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路１４が連通しているとともに、排気行程にある作動室に連通するように排気通路１５が連通している。吸気通路１４は、上流側では１つであるが、下流側では、２つの分岐路に分岐してそれぞれ前記各ロータ収容室１１ａに連通している。吸気通路１４の前記分岐部よりも上流側には、ステッピングモータ等のスロットル弁アクチュエータ９０により駆動されて吸気通路１４の断面積（弁開度）を調節するスロットル弁１６が配設されている。吸気通路１４の前記分岐部よりも下流側の各分岐路には、前記水素タンク７０から供給された水素（燃料）を吸気通路１４内に噴射する予混合用インジェクタ１７（燃料噴射弁）が配設されている。この予混合用インジェクタ１７により噴射された水素は空気と混合された状態（予混合状態）で、吸気行程にある作動室に供給される。
【００３０】
前記排気通路１５は、上流側では、各ロータ収容室１１ａにそれぞれ連通するように２つ設けられているが、下流側では、１つに合流されている。この排気通路１５の該合流部よりも下流側には、排気ガスを浄化するための三元触媒８１とＮＯｘ吸蔵還元触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という）８２とが配設されている。また、排気通路１５には、三元触媒８１の上流側に空燃比センサ１０５が設けられている。尚、図２において吸気通路１４及び排気通路１５に図示した矢印は、吸気及び排気の流れを示している。
【００３１】
前記各ロータハウジング１１（各気筒）には、前記水素タンク７０から供給された水素（燃料）をロータ収容室１１ａ内（気筒内）に直接噴射する直噴用インジェクタ１８（燃料噴射弁）と、前記予混合用インジェクタ１７又は直噴用インジェクタ１８より噴射された水素の点火を行う点火プラグ１９とが設けられている。
【００３２】
予混合用インジェクタ１７は、後述のエンジン水温センサ１０６により検出されたエンジン冷却水の温度（エンジン水温）が、予め設定された設定温度よりも低いときに作動する。一方、直噴用インジェクタ１８は、前記エンジン水温が前記設定温度以上であるときに作動する。これは、前記エンジン水温が前記設定温度よりも低いときには、燃料（水素）が燃焼した際に生じる水蒸気が直噴用インジェクタ１８の噴口において氷結して該噴口が塞がれる場合があるからである。また、ロータハウジング１１のトロコイド内周面に付着した氷が、ロータ１２のアペックスシールによって直噴用インジェクタ１８の噴口内に掻き込まれ、このことによっても直噴用インジェクタ１８の噴口が塞がれる場合がある。このように直噴用インジェクタ１８の噴口が塞がれると、ロータ収容室１１ａ内に供給される燃料量が不足する。そこで、前記氷結によるロータ収容室１１ａ内への供給燃料量の不足を防止するべく、前記エンジン水温が、直噴用インジェクタ１８の噴口で氷結が生じるような温度にあるときには、予混合用インジェクタ１７により燃料の噴射を行う。前記エンジン水温が前記設定温度以上になれば、直噴用インジェクタ１８の噴口内の氷が溶けるとともに、燃料（水素）が燃焼した際に生じる水蒸気が氷結することもないので、空気の充填率を高めて高トルクが得られるように直噴用インジェクタ１８から水素を噴射する。
【００３３】
ここで、エンジン１０の始動時においては、その前のエンジン停止直前のエンジン水温が、通常は、前記設定温度以上であり、そのエンジン停止直前に発生した水蒸気は蒸発しているので、始動時における前記エンジン水温が前記設定温度よりも低くても、直噴用インジェクタ１８の噴口内に氷が存在する可能性は低い。そこで、エンジン１０の始動性を高めるべく、直噴用インジェクタ１８から燃料を噴射する。そして、エンジン１０の始動後においても、前記エンジン水温が前記設定温度よりも低い場合には、直噴用インジェクタ１８から予混合用インジェクタ１７に切り換えることになる。
【００３４】
尚、本実施形態では、予混合用インジェクタ１７は各分岐路において１つしか設けられていないが、直噴用インジェクタ１８は、各ロータハウジング１１において、エキセントリックシャフト１３の軸方向（図２の紙面に垂直な方向）に２つ並んで配設されている（図２では、１つしか見えていない）。
【００３５】
車両１には、バッテリ３０に出入りする電流及びバッテリ３０の電圧を検出するバッテリ電流・電圧センサ１０１と、車両１のドライバによるアクセルペダルの踏み込み量（ドライバの操作によるアクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１０２と、車両１の車速を検出する車速センサ１０３と、エキセントリックシャフト１３に設けられ、エキセントリックシャフト１３の回転角度位置を検出する回転角センサ１０４と、エンジン１０の排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１０５と、ロータハウジング１１の内部に形成されたウォータジャケット（図示せず）に臨んで該ウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の温度（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサ１０６と、水素タンク７０内の圧力（つまり水素タンク７０内の水素残量）を検出するタンク圧力センサ１０７と、吸気通路１４内に吸入される吸気流量を検出するエアフローセンサ１０８と、バッテリ３０の温度を検出するバッテリ温度センサ１０９と、エンジン１０の作動制御や、インバータ５０の作動制御（つまりモータジェネレータ２０及び走行用モータ４０の作動制御）等を行うコントロールユニット１００とが設けられている。
【００３６】
前記エアフローセンサ１０８により検出される吸気流量は、エンジン１０の各気筒への空気充填量に対応している。また、回転角センサ１０４は、エンジン１０の回転数（以下、エンジン回転数という）を検出するエンジン回転数センサを兼ねている。さらに、空燃比センサ１０５により検出される排気ガスの空燃比は、エンジン１０の実空燃比に対応している。
【００３７】
コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。コントロールユニット１００には、バッテリ電流・電圧センサ１０１、アクセル開度センサ１０２、車速センサ１０３、回転角センサ１０４、空燃比センサ１０５、エンジン水温センサ１０６、タンク圧力センサ１０７、エアフローセンサ１０８、バッテリ温度センサ１０９等からの各種信号が入力されるようになっている。コントロールユニット１００は、制御部の一例である。
【００３８】
そして、コントロールユニット１００は、前記入力信号に基づいて、スロットル弁アクチュエータ９０、ポート噴射用インジェクタ１７、直噴用インジェクタ１８、点火プラグ１９に対して制御信号を出力してエンジン１０を制御するとともに、インバータ５０に対して制御信号を出力してモータジェネレータ２０及び走行用モータ４０を制御する。
【００３９】
インバータ５０は、モータジェネレータ２０の作動状態を、バッテリ３０からの電力供給により駆動トルクを発生させてエンジン１０を駆動する駆動状態と、エンジン１０による駆動により発電して該発電電力をバッテリ３０や走行用モータ４０に供給する発電状態とに切り換える機能を持っている。そして、コントロールユニット１００は、インバータ５０を制御して、エンジン１０の始動時には、モータジェネレータ２０の作動状態を前記駆動状態としてエンジン１０を始動し、エンジン１０の始動後には、前記発電状態に切り換える。モータジェネレータ２０が前記発電状態にあるとき、インバータ５０の制御によりモータジェネレータ２０の吸収トルクを変更することで、モータジェネレータ２０による発電電力を変更することができるようになっている。また、インバータ５０は、モータジェネレータ２０を、エンジン１０を駆動もせずかつ発電もしない空回り状態（モータジェネレータ２０の吸収トルクが０である状態）にすることも可能であり、コントロールユニット１００がインバータ５０を制御してモータジェネレータ２０を空回り状態にしたとき、エンジン１０は、負荷がかからない無負荷運転状態となる。一方、モータジェネレータ２０が前記発電状態にあるとき、エンジン１０は、モータジェネレータ２０の発電動作による負荷がかかる有負荷運転状態となる。
【００４０】
さらに、インバータ５０は、走行用モータ４０の駆動を、バッテリ３０からの放電電力のみでもって行う第１態様と、モータジェネレータ２０からの発電電力のみでもって行う第２態様と、バッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力でもって行う第３態様とに切換えることができる機能を持っている。
【００４１】
また、コントロールユニット１００は、バッテリ電流・電圧センサ１０１により検出された、バッテリ３０に出入りする電流及びバッテリ３０の電圧に基づいて、バッテリ３０の残存容量（ＳＯＣ）を検出する。コントロールユニット１００は、バッテリ３０のＳＯＣが高い状況では該１態様を優先的に使用し、ＳＯＣが低い状況では第２態様又は第３態様を優先的に使用する。ここでの第２態様とは、発電電力が全て走行用モータ４０で消費される場合と、発電電力が走行用モータ４０での消費とバッテリ３０の充電との両方に使われる場合とがある。前者の場合には、ＳＯＣを維持しながら走行用モータ４０を駆動し、後者の場合には、ＳＯＣを増加させながら（充電しながら）走行用モータ４０を駆動する。第３態様の状況としては、アクセル開度センサ１０２等からの入力情報に基づくドライバの加速要求が大きい場面や、バッテリ３０の放電可能電力が低い場合等が挙げられる。尚、タンク圧力センサ１０７による水素タンク７０内の水素残量が所定値以下になった場合やエンジン１０がオーバーヒートした場合などでは第１態様を選択する。
【００４２】
コントロールユニット１００は、発電要求に基づいて、エンジン１０にモータジェネレータ２０を駆動させ発電を行う（以下、この運転を「発電運転」という）。発電要求は、例えば、バッテリ３０の放電可能電力が低いとき又は、ドライバの加速要求が大きいときに発せられる。また、要求される発電量は、バッテリ３０の放電可能電力又はドライバの加速要求の大きさに応じて変化する。
【００４３】
コントロールユニット１００は、発電運転時は、燃費向上のために、理論空燃比よりもリーンなリーン空燃比（例えば、空気過剰率λ＝２．３）でエンジン１０を作動させる。このとき、エンジン１０は、燃費向上のために最も効率のよい所定回転数（例えば２０００ｒｐｍ）での定回転数運転とされる。ただし、発電要求が大きい場合には、該発電要求に応じた、所定回転数よりも高いエンジン回転数でエンジン１０が運転される。
【００４４】
また、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ触媒８２におけるＮＯｘの吸蔵量が所定量以上となると、エンジン１０に触媒再生運転を実行させる。詳しくは、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵量を推定しており、推定により求めたＮＯｘ吸蔵量が所定量以上となると、エンジン１０に触媒再生運転を実行させる。触媒再生運転では、エンジン１０は、空燃比が理論空燃比よりもリッチなリッチ空燃比（例えば、空気過剰率λ＝０．８）で運転される。エンジン１０をリッチ空燃比で運転することによって、ＮＯｘ触媒８２に到達した燃料が還元剤として機能して、ＮＯｘ触媒８２に吸蔵されたＮＯｘを還元する。触媒再生運転は、ＮＯｘ吸蔵量が十分に低減するまで（例えば、ＮＯｘ吸蔵量が０となるまで）継続される。例えば、触媒再生運転は、予め設定された、ＮＯｘ吸蔵量が十分に低減する所定時間（例えば１０秒）だけ行われてもよい。
【００４５】
触媒再生運転は、発電運転時と同じエンジン回転数での定回転数運転とされる。また、触媒再生運転時には、モータジェネレータ２０が空回り状態にされ、エンジン１０はアイドル運転状態にされる。アイドル運転状態は、基本的には、無負荷運転状態であるが、エンジン１０に所定負荷以下の軽負荷（エンジン補機と同様の軽負荷）がかかる軽負荷運転状態であってもよい。
【００４６】
以下に、コントロールユニット１００による触媒再生運転を詳しく説明する。図３は、触媒再生運転のフローチャートの前半部分である。図４は、触媒再生運転のフローチャートの後半部分である。
【００４７】
まず、ステップＳ１０１において、コントロールユニット１００は、前記各種センサからの出力信号を読み込む。
【００４８】
そして、コントロールユニット１００は、ステップＳ１０２において、ＮＯｘ吸蔵量をメモリから読み出す。コントロールユニット１００は、エンジン１０の運転中にＮＯｘ触媒８２に補足されるＮＯｘ補足量を算出し、該ＮＯｘ補足量を積算して、ＮＯｘ吸蔵量をメモリに記憶している。
【００４９】
詳しくは、ＮＯｘ補足量は、ＮＯｘ触媒８２の状態を含むエンジン運転状態に応じて変化する。ＮＯｘ補足量は、現在のエンジン運転状態においてＮＯｘ触媒８２で吸蔵できる最大吸蔵量と、前回のエンジン運転までに積算されたＮＯｘ吸蔵量と、現在のエンジン運転状態においてＮＯｘ触媒８２に流入するＮＯｘ量とに基づいて算出される。
【００５０】
ＮＯｘ触媒８２で吸蔵できる最大吸蔵量は、排気ガスの状態及びＮＯｘ触媒８２の状態に応じて変化する。そこで、コントロールユニット１００は、エンジン回転数、エンジン負荷（出力）、排気ガス温度、及びＮＯｘ触媒温度等を予め設定されたマップに照らし合わせて、ＮＯｘ触媒８２で吸蔵できる最大吸蔵量を求める。
【００５１】
前回のエンジン運転までに積算されたＮＯｘ吸蔵量は、メモリから読み出される。
【００５２】
ＮＯｘ触媒８２に流入するＮＯｘ量は、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じて変化する。そこで、コントロールユニットは、エンジン回転数及びエンジン負荷を予め設定されたマップに照らし合わせて、ＮＯｘ触媒８２に流入するＮＯｘ量を求める。
【００５３】
コントロールユニット１００は、こうして求めた現在のエンジン運転状態においてＮＯｘ触媒８２で吸蔵できる最大吸蔵量と、前回のエンジン運転までに積算されたＮＯｘ吸蔵量と、現在のエンジン運転状態においてＮＯｘ触媒８２に流入するＮＯｘ量とに基づいて現在のエンジン運転状態におけるＮＯｘ補足量を算出する。そして、コントロールユニット１００は、求めたＮＯｘ補足量を前回までのＮＯｘ吸蔵量に積算していき、ＮＯｘ吸蔵量としてメモリに記憶していく。
【００５４】
ステップＳ１０２では、コントロールユニット１００は、こうしてメモリに記憶されたＮＯｘ吸蔵量を読み出す。
【００５５】
続く、ステップＳ１０３において、コントロールユニット１００は、発電運転中か否かを判定する。発電運転中でなければ、コントロールユニット１００はステップＳ１０１へ戻る一方、発電運転中であれば、コントロールユニット１００は、ステップＳ１０４へ進む。発電運転中は、所定の有負荷の運転状態となっており、そのときの空燃比は理論空燃比よりもリーンなＡ１となっている。尚、発電運転は、触媒再生運転よりも空燃比がリーンな運転であるリーン運転の一例である。
【００５６】
ステップＳ１０４では、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ触媒８２の再生が必要な程度まで増大したか否かを判定する。具体的には、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵量が所定の第１吸蔵量以上か否かを判定する。この第１吸蔵量は、ＮＯｘ触媒８２の最大吸蔵量よりも小さく且つ最大吸蔵量に近い値であって、ＮＯｘ触媒８２の再生の必要性を判定するための値である。ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量以上であるときには、コントロールユニット１００はステップＳ１０５へ進む一方、ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量未満であるときには、コントロールユニット１００はステップＳ１１７へ進む。
【００５７】
ステップＳ１０５において、コントロールユニット１００は、バッテリ３０のＳＯＣが所定の第１容量（例えば、２０％）以上か否かを判定する。ＳＯＣが第１容量以上であるときには、コントロールユニット１００はステップＳ１０６へ進む一方、ＳＯＣが第１容量よりも小さいときには、コントロールユニット１００は、ステップＳ１１３へ進む。
【００５８】
ステップＳ１０６において、コントロールユニット１００は、要求発電量が所定の発電閾値以下か否かを判定する。この発電閾値は、触媒再生運転を早急に終了させて発電を早期に再開する必要があるか否かの基準となる値である。要求発電量が発電閾値以下のときには、コントロールユニット１００はステップＳ１０７へ進む一方、要求発電量が発電閾値よりも大きいときには、コントロールユニット１００はステップＳ１１３へ進む。
【００５９】
つまり、ＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ触媒８２の再生が必要な量に達し（ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量以上）、バッテリを早急に充電する必要がなく（ＳＯＣが第１容量以上）、大きな発電量を必要としていない（要求発電量が発電閾値以下）場合には、コントロールユニット１００はステップＳ１０７へ進む。詳しくは後述するが、ステップＳ１０７以降ではＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転が行われる。一方、ＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ触媒８２の再生が必要な量に達していたとしても（ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量以上）、バッテリを早急に充電する必要があるか（ＳＯＣが第１容量未満）、又は大きな発電量を必要としている（要求発電量が発電閾値より大きい）場合には、コントロールユニット１００は、ステップＳ１１３へ進む。詳しくは後述するが、ステップＳ１１３以降では、通常移行制御を伴う触媒再生運転が行われる。
【００６０】
尚、ステップＳ１０４においてＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量未満であるときには、コントロールユニット１００は、ステップＳ１１７において、ＮＯｘ吸蔵量が所定の第２吸蔵量以上か否かを判定する。第２吸蔵量は、前記第１吸蔵量よりも小さい値であり、例えば、第１吸蔵量の９０％の値である。ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量以上であるときには、コントロールユニット１００はステップＳ１１８へ進む一方、ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量未満であるときには、コントロールユニット１００はステップＳ１０１へ戻る。
【００６１】
ステップＳ１１８では、コントロールユニット１００は、バッテリのＳＯＣが所定の第２容量以下か否かを判定する。第２容量は、前記第１容量よりも大きい値であり、例えば、３０％である。ＳＯＣが第２容量以下であるときには、コントロールユニット１００はステップＳ１０７へ進む一方、ＳＯＣが第２容量よりも大きいときには、コントロールユニット１００は、ステップＳ１０１へ戻る。
【００６２】
つまり、ステップＳ１０４においてＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ触媒８２の再生が必要な程度まで増大していないと判定された場合であっても、常にステップＳ１０１へ戻るわけではなく、ＮＯｘ吸蔵量がすぐにＮＯｘ触媒８２の再生が必要な程度の量に達する状態（ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量以上）であり且つバッテリがすぐに早急な充電を必要とする状態になる（ＳＯＣが第２容量以下）場合には、ステップＳ１０１へ戻らずに、ステップＳ１０７へ進む。このような状態では、ＳＯＣが低下した状態でＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ触媒８２の再生が必要な量に達する可能性があるので、前もってＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転を行う。
【００６３】
ステップＳ１０７において、コントロールユニット１００は、エンジン１０による発電を中止する。つまり、コントロールユニット１００は、モータジェネレータ２０を空回り状態にして、エンジン１０によるモータジェネレータ２０の駆動を停止する。
【００６４】
続くステップＳ１０８では、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転を行う。ＮＯｘ抑制移行制御は、運転移行時における燃焼室からのＮＯｘ排出量を低減するものである。図５は、ＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転のタイムチャートであり、（Ａ）は空気過剰率を、（Ｂ）は燃料噴射時期を、（Ｃ）は点火時期を示す。
【００６５】
図５（Ａ）に示すように、コントロールユニット１００は、エンジン１０の空燃比を発電運転のＡ１（例えば、空気過剰率＝２．３）から触媒再生運転のＡ２（例えば、空気過剰率＝０．８）となるように、スロットル弁１６の開度及び燃料噴射量を漸次変化させる。Ａ１は、理論空燃比よりもリーンな空燃比であり、Ａ２は、理論空燃比よりもリッチな空燃比である。
【００６６】
詳しくは、コントロールユニット１００は、目標空燃比を発電運転に対応する空燃比Ａ１から触媒再生運転に対応する空燃比Ａ２へ漸次変化させながら、空燃比センサ１０５により検出される実空燃比が目標空燃比となるように、スロットル弁１６の開度及び燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００６７】
このとき、コントロールユニット１００は、図５（Ｂ）に示すように、エンジン１０の空燃比が発電運転の空燃比Ａ１から触媒再生運転の空燃比Ａ２へ変化している間、燃料噴射時期を発電運転時及び触媒再生運転時よりも進角させる。これにより、筒内で空気と燃料が混ざり合う時間を長くすることができ、混合気を均質にすることができる。
【００６８】
さらに、コントロールユニット１００は、燃料噴射時期の進角量を目標空燃比に応じて調整する。具体的には、燃料噴射時期の進角量は、空燃比がリッチになるほど大きくされる。空燃比がリッチになるほど筒内における燃料の偏在が生じ易くなるので、燃料噴射時期の進角量を空燃比がリッチになるほど大きくすることによって、空燃比がリッチになる場合でも混合気を均質にすることができる。尚、図５（Ｂ）では、コントロールユニット１００は、燃料噴射時期を、空燃比の変更が開始されるとすぐに所定量だけ進角させ、その後、進角量を空燃比に応じて漸次調整している。
【００６９】
また、図５（Ｃ）に示すように、触媒再生運転における点火時期は、発電運転における点火時期よりも遅く設定されている。例えば、触媒再生運転における点火時期は、圧縮上死点後の所定時期であり、発電運転における点火時期は圧縮上死点前の所定時期である。コントロールユニット１００は、図５（Ｃ）に示すように、運転移行時には点火時期を発電運転の点火時期から触媒再生運転の点火時期に一気に変更するのではなく、点火時期を空燃比及び燃料噴射時期の進角量に応じて漸次変化させる。具体的には、コントロールユニット１００は、空燃比がリッチになるほど且つ燃焼供給時期の進角量が大きくなるほど、遅角させていく。尚、図５（Ｃ）においては、１つの点火プラグ１９の点火時期だけを図示しているが、もう１つの点火プラグ１９の点火時期も同様に変化する。
【００７０】
点火時期をこのように遅角させることによって、空燃比及び燃料噴射時期に応じた適切なエンジン運転状態を実現できると共に、空燃比が変化する際のエンジン回転数の急変を低減することができる。
【００７１】
尚、図５（Ｃ）では、コントロールユニット１００は、点火時期を、燃料噴射時期の変化態様に合わせて、空燃比の変更が開始されるとすぐに所定量だけ遅角させ、その後、空燃比及び燃料噴射時期の進角量に応じて漸次遅角させている。
【００７２】
以上の説明では、コントロールユニット１００は、運転移行時に空燃比センサ１０５の検出結果に基づいて空燃比をフィードバック制御しているが、これに限られるものではない。例えば、コントロールユニット１００は、運転移行時には、スロットル弁１６の開度及び燃料噴射量を移行前の運転に対応する開度及び燃料噴射量から移行後の運転に対応する開度及び燃料噴射量へ一気に変更するのではく、漸次変化させ、漸次変化する空燃比に応じて燃焼噴射時期の進角量を調整してもよい。
【００７３】
コントロールユニット１００は、空燃比がＡ２になると、触媒再生運転を開始する。触媒再生運転においては、コントロールユニット１００は、燃料噴射時期を触媒再生運転に対応する燃料噴射時期まで遅角させる。図５（Ｂ）の例では、触媒再生運転に対応する燃料噴射時期は、発電運転に対応する燃料噴射時期と同じである。
【００７４】
尚、触媒再生運転時には、運転移行時に比べて、燃料噴射時期が遅角されるため、混合気の均質度合いが低下する。しかしながら、燃料の偏在により燃え残りの燃料が生じたとしても、その燃料はＮＯｘ触媒８２の再生に用いられるので、ＮＯｘ触媒８２の再生を促進することができる。
【００７５】
その後、ステップＳ１０９において、コントロールユニット１００は、所定の実行時間だけ触媒再生運転を実行する。この実行時間は、前記第１吸蔵量のＮＯｘが還元されるのに十分な時間であり、予め実験等によって求められている。そして、実行時間が経過すると、コントロールユニット１００は、触媒再生運転を終了すべく、ステップＳ１１０へ進む。
【００７６】
ステップＳ１１０では、コントロールユニット１００は、触媒再生運転へ移行するときと同様のＮＯｘ抑制移行制御を行う。詳しくは、コントロールユニット１００は、図５（Ａ）に示すように、エンジン１０の空燃比を触媒再生運転のＡ２から発電運転のＡ１となるように、スロットル弁１６の開度及び燃料噴射量を漸次変化させる。このとき、コントロールユニット１００は、図５（Ｂ）に示すように、エンジン１０の空燃比が触媒再生運転の空燃比Ａ２から発電運転の空燃比Ａ１へ変化している間、燃料噴射時期を発電運転時及び触媒再生運転時よりも進角させる。燃料噴射時期の進角量は、空燃比がリーンになるほど小さくなるように空燃比に応じて調整されている。それに加えて、コントロールユニット１００は、図５（Ｃ）に示すように、エンジン１０の空燃比が触媒再生運転の空燃比Ａ２から発電運転の空燃比Ａ１へ変化している間、点火時期を発電運転の点火時期から触媒再生運転の点火時期まで、空燃比及び燃料噴射時期の進角量に応じて漸次進角させる。
【００７７】
コントロールユニット１００は、空燃比がＡ１になると、発電運転を再開する。
【００７８】
続くステップＳ１１１において、コントロールユニット１００は、ＮＯｘ吸蔵量をリセットする。
【００７９】
一方、ステップＳ１０５，Ｓ１０６からステップＳ１１３へ進んだ場合には、コントロールユニット１００は、エンジン１０による発電を中止する。つまり、コントロールユニット１００は、モータジェネレータ２０を空回り状態にして、エンジン１０によるモータジェネレータ２０の駆動を停止する。
【００８０】
続くステップＳ１１４では、コントロールユニット１００は、通常移行制御を伴う触媒再生運転を行う。通常移行制御は、ＮＯｘ抑制移行制御に比べて移行期間を短縮するものである。図６は、通常移行制御を伴う触媒再生運転のタイムチャートであり、（Ａ）は空気過剰率を、（Ｂ）は燃料噴射時期を、（Ｃ）は点火時期を示す。
【００８１】
図６（Ａ）に示すように、コントロールユニット１００は、燃料噴射量及びスロットル弁１６の開度を、発電運転の空燃比Ａ１に対応する燃料噴射量及び開度から触媒再生運転の空燃比Ａ２に対応する燃料噴射量及び開度まで、一気に変化させる。尚、各アクチュエータの応答遅れが存在するので、燃料噴射量及びスロットル弁１６の開度は多少の応答遅れをもって変化する。この応答遅れに加えて、燃料及び空気の応答遅れも存在するので、空燃比はＡ１からＡ２へ瞬間的には変化せず、多少の応答遅れをもって変化する。ただし、空燃比がＡ１からＡ２へ変化する期間は、ＮＯｘ抑制移行制御よりも短い。
【００８２】
このとき、図６（Ｂ）に示すように、コントロールユニット１００は、燃料噴射時期を、発電運転に対応する燃料噴射時期から触媒再生運転に対応する燃料噴射時期へ、一気に変化させる。尚、図６（Ｂ）の例では、発電運転に対応する燃料噴射時期と触媒再生運転に対応する燃料噴射時期とが一致している。そのため、コントロールユニット１００は、運転移行時には、燃料噴射時期を一定に維持することになる。
【００８３】
また、図６（Ｃ）に示すように、コントロールユニット１００は、点火時期を発電運転に対応する点火時期から触媒再生運転に対応する点火時期へ、一気に変化させる。
【００８４】
このように通常移行制御では、発電運転から触媒再生運転に一気に切り替えるので、発電運転から触媒再生運転への運転移行期間は短くなる。
【００８５】
その後、ステップＳ１１５において、コントロールユニット１００は、所定の実行時間だけ触媒再生運転を実行する。この実行時間は、前記第１吸蔵量のＮＯｘが還元されるのに十分な時間であり、予め実験等によって求められている。そして、実行時間が経過すると、コントロールユニット１００は、触媒再生運転を終了すべく、ステップＳ１１６へ進む。
【００８６】
ステップＳ１１６では、コントロールユニット１００は、触媒再生運転へ移行するときと同様の通常移行制御を行う。詳しくは、コントロールユニット１００は、図６（Ａ）に示すように、コントロールユニット１００は、燃料噴射量及びスロットル弁１６の開度を、触媒再生運転の空燃比Ａ２に対応する燃料噴射量及び開度から発電運転の空燃比Ａ１に対応する燃料噴射量及び開度まで、一気に変化させて、エンジン１０の空燃比をＡ２からＡ１へ一気に変化させる。また、コントロールユニット１００は、図６（Ｂ）に示すように、燃料噴射時期を一定に維持する。さらに、コントロールユニット１００は、図６（Ｃ）に示すように、点火時期を触媒再生運転に対応する点火時期から発電運転に対応する点火時期へ、一気に変化させる。
【００８７】
コントロールユニット１００は、空燃比がＡ１になると、発電運転を再開する。
【００８８】
その後、コントロールユニット１００は、ステップＳ１１１へ進み、ＮＯｘ吸蔵量をリセットする。
【００８９】
したがって、ハイブリッド車１は、エンジン１０と、前記エンジン１０に駆動されて発電するモータジェネレータ２０と、前記エンジン１０の排気系に設けられた三元触媒８１及びＮＯｘ吸蔵還元触媒８２と、前記エンジン１０及び前記モータジェネレータ２０を制御するコントロールユニット１００とを備え、前記コントロールユニット１００は、前記エンジン１０の空燃比がリッチな状態で該エンジン１０を運転することによって、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２に吸蔵されたＮＯｘを還元して該ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２を再生する触媒再生運転を実行するように構成されており、前記エンジン１０の空燃比が前記触媒再生運転時よりもリーンな状態で該エンジン１０を運転しているリーン運転から該触媒再生運転に移行する運転移行時、又は、該触媒再生運転から該リーン運転に移行する運転移行時には、該エンジン１０の空燃比を移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化させ、該エンジン１０の空燃比が変化している間、前記エンジン１０への燃料噴射時期を移行前の運転時及び移行後の運転時よりも進角させるＮＯｘ抑制移行制御を実行する。
【００９０】
前記の構成によれば、運転移行時には、エンジン１０の空燃比が変化している間、エンジン１０への燃料噴射時期が移行前の運転時及び移行後の運転時よりも進角させられる。燃料噴射時期が進角すると、燃料が空気と混ざり合う時間が長くなるので、混合気の均質度合いが高まる。それにより、燃料の偏在が低減され、ＮＯｘの発生量が低減される。その結果、ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２の再生を行う際のＮＯｘ排出量の増大を抑制することができる。
【００９１】
また、前記コントロールユニット１００は、前記運転移行時の前記燃料噴射時期の進角量を前記エンジン１０の空燃比がリッチになるほど大きくする。
【００９２】
この構成によれば、空燃比がリッチになっても混合気の均質化を図ることができる。つまり、空燃比がリッチになると、燃料がより偏在し易くなる。しかしながら、空燃比がリッチになっても、燃料噴射時期の進角量が大きくなり、燃料と空気とが混ざり合う時間が長くなる。その結果、混合気の均質化を図ることができ、ＮＯｘ排出量を低減することができる。
【００９３】
さらに、前記コントロールユニット１００は、前記運転移行時に前記エンジン１０の空燃比及び前記燃料噴射時期の進角量に応じて該エンジン１０の点火時期をリタードさせる。
【００９４】
この構成によれば、点火時期が空燃比及び燃料噴射時期の進角量に応じて調整されるので、空燃比及び燃料噴射時期に応じた適切なエンジン運転状態を実現できると共に、空燃比が変化する際のエンジン回転数の急変を低減することができる。
【００９５】
また、前記コントロールユニット１００は、前記ＮＯｘ抑制制御において、前記エンジン１０の空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ変化するように前記エンジン１０の運転状態を漸次変更し、該エンジン１０の空燃比に応じて前記燃料噴射時期の進角量を調整するように構成されており、バッテリ３０のＳＯＣが所定の第１容量以上であり且つ要求発電量が所定の発電閾値以下であるときには、前記ＮＯｘ抑制移行制御を実行する一方、バッテリ３０のＳＯＣが該第１容量よりも小さい又は要求発電量が該発電閾値よりも大きいときには、前記運転移行時に、前記エンジン１０の空燃比が移行前の運転に対応する空燃比から移行後の運転に対応する空燃比へ前記ＮＯｘ抑制移行制御よりも短い期間で変化するように前記エンジン１０の運転状態を変更する通常移行制御を行う。
【００９６】
前記の構成によれば、バッテリ３０のＳＯＣが所定の第１容量以上であり且つ要求発電量が所定の発電閾値以下であるとき、即ち、バッテリ３０のＳＯＣに余裕があり且つ要求発電量がそれほど大きくないときには、ＮＯｘ抑制移行制御を行う。ＮＯｘ抑制移行制御によれば、ＮＯｘ排出量を低減することができる。一方、バッテリ３０のＳＯＣが該第１容量よりも小さい又は要求発電量が該発電閾値よりも大きいとき、即ち、バッテリ３０のＳＯＣに余裕が無いか又は要求発電量が大きく発電の緊急性が高いときには、通常移行制御を行う。通常移行制御によれば、運転の移行を早期に行うことができるので、ひいては、触媒再生運転を終えて発電運転を再開するまでの時間を短縮することができる。
【００９７】
さらに、前記コントロールユニット１００は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘの吸蔵量が所定の第１吸蔵量以上のときに前記触媒再生運転を実行し、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒８２のＮＯｘの吸蔵量が前記第１吸蔵量よりも小さい場合であっても、該ＮＯｘの吸蔵量が前記第１吸蔵量よりも小さい第２吸蔵量以上であり且つバッテリ３０のＳＯＣが前記第１容量よりも大きい第２容量以下であるときには前記ＮＯｘ抑制移行制御を行いつつ前記触媒再生運転を実行する。
【００９８】
前記の構成によれば、ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量以上のときにＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転が実行される。ただし、ＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量未満であってもＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量（＜第１吸蔵量）以上であり且つバッテリ３０のＳＯＣが第２容量（＞第１容量）以下であるときには触媒再生運転が実行される。つまり、ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量以上であり且つバッテリ３０のＳＯＣが第２容量以下である場合には、すぐにＮＯｘ吸蔵量が第１吸蔵量に達する可能性があり、そのときにはバッテリ３０のＳＯＣが第１容量を下回っている可能性がある。その場合には、早期に充電を実行する必要があるため、前述の如く、通常移行制御が実行される。しかしながら、ＮＯｘ排出量の観点からは、通常移行制御よりもＮＯｘ抑制移行制御の方が好ましい。そこで、ＮＯｘ吸蔵量が第２吸蔵量以上であり且つバッテリ３０のＳＯＣが第２容量以下である場合には、前もってＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転が実行される。これにより、ＮＯｘ排出量を抑制した触媒再生運転が可能となる。
【００９９】
《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１００】
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１０１】
前記実施形態では、エンジン１０はロータリピストンエンジンであるが、これに限られるものではない。エンジン１０はレシプロエンジンであってもよい。また、燃料は水素に限られるものではなく、ガソリンや軽油等であってもよい。
【０１０２】
前記コントロールユニット１００による制御は、前記フローチャートの制御に限られるものではない。リーン運転と触媒再生運転との移行時に燃料噴射時期をリーン運転時及び触媒再生運転時よりも進角させる限りは、ステップを省略したり、ステップの順序を入れ替えてもよい。例えば、バッテリ３０のＳＯＣや要求発電量にかかわらず、ＮＯｘ吸蔵量が第１閾値以上になれば、ＮＯｘ抑制移行制御を伴う触媒再生運転を行うようにしてもよい。
【０１０３】
尚、図５（Ｂ）では、燃料噴射時期は、空燃比の変更が開始されるとすぐに所定量だけ進角させられ、その後、空燃比に応じて漸次進角させられているが、これに限られるものではない。燃料噴射時期を、一気に進角させずに、発電運転の空燃比から漸次進角させるようにしてもよい。同様に、点火時期も、空燃比の変更が開始されるとすぐに所定量だけ遅角させられ、その後、空燃比に応じて漸次遅角させられる態様に限らず、発電運転の点火時期から漸次遅角させるようにしてもよい。
【０１０４】
あるいは、運転移行中の燃料噴射時期の進角量は、空燃比に応じて変化しているが、一定に維持されていてもよい。同様に、運転移行中の点火時期も、空燃比に応じて変化せず、一定に維持されていてもよい。その場合、点火時期は、発電運転の点火時期、触媒再生運転の点火時期、発電運転及び触媒再生運転以外の点火時期の何れに設定されてもよい。
【０１０５】
前記実施形態では、発電運転を、触媒再生運転よりも空燃比がリーンな運転であるリーン運転の例として説明しているが、リーン運転は発電運転に限られるものではない。触媒再生運転よりも空燃比がリーンな運転であれば、任意の運転状態がリーン運転となり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上説明したように、ここに開示された技術は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えたハイブリッド車について有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１        ハイブリッド車
１０      エンジン
２０      モータジェネレータ
３０      バッテリ
８１      三元触媒
８２      ＮＯｘ吸蔵還元触媒
１００    コントロールユニット（制御部）
【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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