(57)【要約】      （修正有）【課題】燃費向上を図ることができると共にエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】フィルタ再生判断手段５２によって再生処理動作が必要と判断された際に、燃料を噴射してフィルタ５６を昇温させる昇温手段４９と、バッテリ３４の充電率を検出する充電率検出手段５４と、内燃機関３３の停止時間を検出する停止時間検出手段５７と、内燃機関の作動を停止してモータ３１，３２の駆動により走行するＥＶ走行モードとを備え、昇温手段は、内燃機関の停止時間が所定時間よりも長い場合に、単位時間当たりの噴射量を第１噴射量で噴射した後に第１噴射量よりも多い第２噴射量で噴射する第１噴射パターンを断続的に繰り返して行うように噴射し、停止時間検出手段によって検出された内燃機関の停止時間が所定時間よりも短い場合に、第１噴射量での噴射を断続させる第２噴射パターンを行うよう噴射する。【選択図】図６
2016094896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用のモータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリに電力を供給するジェネレータを駆動する内燃機関と、前記内燃機関の排気通路に配設され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記粒子状物質を除去して前記フィルタを再生させる再生処理動作の要否を判断するフィルタ再生判断手段と、前記フィルタ再生判断手段によって前記再生処理動作が必要と判断された際に、燃焼ガスに対して燃料を噴射して前記フィルタを昇温させる昇温手段と、前記バッテリの充電率を検出する充電率検出手段と、前記内燃機関の停止時間を検出する停止時間検出手段と、前記内燃機関の作動を停止して前記モータの駆動により走行するＥＶ走行モードとを備え、
前記昇温手段は、前記ＥＶ走行モード時において前記停止時間検出手段によって検出された前記内燃機関の停止時間が所定時間よりも長い場合に、単位時間当たりの噴射量を第１噴射量で噴射した後に前記第１噴射量よりも多い第２噴射量で噴射する第１噴射パターンを断続的に繰り返して行うように噴射し、前記ＥＶ走行モード時において前記停止時間検出手段によって検出された前記内燃機関の停止時間が所定時間よりも短い場合に、前記第１噴射量での噴射を断続させる第２噴射パターンを行うよう噴射することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記所定時間は前記充電率検出手段によって検出された前記バッテリの充電率に基づいて決定されることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される排気ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び粒子状物質（ＰＭ）等の汚染物質が含まれている。これ等汚染物質による大気汚染を防止するため、排気ガス環流装置（ＥＧＲ）、コモンレール式高圧燃料噴射装置、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）等を用いる技術が従来開発されている。
【０００３】
上述のＤＰＦは、エンジンの排気管の途中に設けられ排気ガス中の粒子状物質を直接捕集するものでありフィルタ状に形成されている。しかし、ＤＰＦは粒子状物質の捕集に伴って目詰まりが進行してこれにより排気ガス圧力が上昇するため、捕集し堆積した粒子状物質を定期的に除去する、いわゆる再生処理動作が必要である。従来の再生処理動作は、燃料噴射時期を遅らせることによるエンジン排気温度の昇温、あるいは燃料をポスト噴射することによりＤＯＣへの炭化水素供給に基づく発熱等により、ＤＰＦ温度を概ね６００℃以上に昇温させて粒子状物質を燃焼除去させている。このような従来技術の一例として、再生処理動作時における温度制御時のアンダーシュート量を制御してフィルタを再生可能な温度範囲に迅速かつ正確に制御すると共に、フィルタ昇温に要する燃料噴射量の低減を達成可能な技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３７１０４５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ＤＰＦは排気管上流にＤＯＣ（ＯＳＣ材を担持）を有しているが、再生処理動作の期間が長い場合には再生処理動作中にＤＯＣの酸素放出量が減少してＤＰＦの燃焼温度が下がるため、燃料のポスト噴射量が増加すると共に噴射期間も長くなり燃費が悪化すると共に、エンジンオイルの希釈現象（オイルダイリューション）が発生する虞があるという問題点がある。  
本発明は上述の問題点を解決し、燃費向上を図ることができると共にエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することが可能な内燃機関の排気浄化装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、車両走行用のモータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリに電力を供給するジェネレータを駆動する内燃機関と、前記内燃機関の排気通路に配設され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記粒子状物質を除去して前記フィルタを再生させる再生処理動作の要否を判断するフィルタ再生判断手段と、前記フィルタ再生判断手段によって前記再生処理動作が必要と判断された際に、燃焼ガスに対して燃料を噴射して前記フィルタを昇温させる昇温手段と、前記バッテリの充電率を検出する充電率検出手段と、前記内燃機関の停止時間を検出する停止時間検出手段と、前記内燃機関の作動を停止して前記モータの駆動により走行するＥＶ走行モードとを備え、前記昇温手段は、前記ＥＶ走行モード時において前記停止時間検出手段によって検出された前記内燃機関の停止時間が所定時間よりも長い場合に、単位時間当たりの噴射量を第１噴射量で噴射した後に前記第１噴射量よりも多い第２噴射量で噴射する第１噴射パターンを断続的に繰り返して行うように噴射し、前記ＥＶ走行モード時において前記停止時間検出手段によって検出された前記内燃機関の停止時間が所定時間よりも短い場合に、前記第１噴射量での噴射を断続させる第２噴射パターンを行うよう噴射することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、さらに前記所定時間は前記充電率検出手段によって検出された前記バッテリの充電率に基づいて決定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料残量が少なくなるに連れてポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上を図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを防止できる。さらに、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでポスト噴射による燃料噴射を低減することができ、エンジンオイル希釈現象の発生を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における燃料噴射を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるポスト噴射処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における燃料噴射の態様を示す線図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における燃料噴射の態様を示す線図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を適用可能なハイブリッド車両の排気浄化装置の概略図である。
【図７】本発明の第３の実施形態におけるバッテリ充電率と燃料噴射量との関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施形態を示すディーゼルエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。同図において内燃機関である多気筒ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１はシリンダヘッド２及びシリンダブロック３を有しており、シリンダブロック３のシリンダボア内にはピストン４が往復動自在に配設されている。シリンダボアの内壁面及びピストン４の頂面及びシリンダヘッド２の下面とで燃焼室５が形成されている。
【００１１】
シリンダヘッド２には吸気弁６で開閉される吸気ポート７が形成されており、吸気ポート７には吸気マニホールドを含む吸気通路８が接続されている。さらにシリンダヘッド２には排気弁９で開閉される排気ポート１０が形成されており、排気ポート１０には排気マニホールドを含む排気通路１１が接続されている。
【００１２】
吸気通路８と排気通路１１との間には可変容量式ターボチャージャ（ＶＧＴ）１２が設けられており、ＶＧＴ１２によって加圧された吸気がインタークーラ１３で冷却されて燃焼室５に供給されるように構成されている。また、インタークーラ１３よりも下流側の吸気通路８とＶＧＴ１２よりも上流側の排気通路１１とは、排気ガス環流通路（ＥＧＲ通路）１４で接続されている。ＥＧＲ通路１４にはＥＧＲバルブ１５が設けられており、ＥＧＲバルブ１５によってＥＧＲ通路１４に流れる排気ガス量が制御される。さらにＶＧＴ１２よりも下流側の排気通路１１には、排気ガス流れの上流側から順にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）１６とディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１７とが設けられている。ＤＰＦ１７は、触媒としてＯＳＣ材を担持している。
【００１３】
さらにシリンダヘッド２には、各気筒の燃焼室５内に燃料を直接噴射する電子制御式の昇温手段である燃料噴射弁１９が配設されており、燃料噴射弁１９にはコモンレール２０から所定の圧力に制御された高圧燃料が供給される。燃料は、エンジン１に連動して回転駆動される燃料供給ポンプ２１によって燃料容器である燃料タンク１８からコモンレール２０に供給される。燃料噴射弁１９は、アクセル開度を検出する図示しないアクセルセンサからの開度信号とエンジン回転数を検出する図示しない回転数検出センサからの回転数信号とが入力される制御手段（ＥＣＵ）３０によって開閉駆動制御され、開弁時間の長さに応じた噴射量で燃料を噴射する。ＥＣＵ３０は、入力された各信号に基づいて目標燃料噴射量及び目標噴射時期を検索し、目標燃料噴射量及び目標噴射時期となるように燃料噴射弁１９が有する電磁弁の開閉時期を制御する。燃料タンク１８内には、内部に貯容された燃料の量をリニアに検出するフロートセンサ２７が設けられている。フロートセンサ２７によって検出された燃料残量は、燃料残量情報としてＥＣＵ３０に入力される。
【００１４】
さらにＥＣＵ３０には、ＤＰＦ１７の温度を検出すべくＤＰＦ１７の入口に取り付けられたフィルタ温度検出手段としての温度センサ２２の検出信号が入力される。温度センサ２２としては、直接ＤＰＦ１７の温度を検出するものの他、運転状態やＤＰＦ１７近傍の温度からＤＰＦ１７の温度を推定するものであってもよい。また符号２５は、ＥＧＲバルブ１５とＶＧＴ１２と同様に、ＥＣＵ３０によってエンジン１の運転状態に応じて駆動制御される電子制御式のスロットルバルブを示している。
【００１５】
排気通路１１には、ＤＯＣ１６の直上流位置で分岐する第１の分岐通路２３と、ＤＰＦ１７の直下流位置で分岐する第２の分岐通路２４とが設けられており、各分岐通路２３，２４には各分岐通路２３，２４の差圧を検出する差圧センサ２６が配設されている。差圧センサ２６によって検出された検出値は、ＥＣＵ３０に入力される。
【００１６】
図２は燃料噴射弁１９による燃料の噴射状態を示す図であり、ピストン４のほぼ圧縮上死点で噴射を行うメイン噴射に先立ち、噴射率を理想的な状態に近付けるためにプレ噴射が行われる。そして、メイン噴射に引き続き膨張行程でアフタ噴射が行われると共に、膨張行程または排気行程においてポスト噴射が行われる。アフタ噴射は、ポスト噴射に先立ち予め高温の排気ガスをＤＰＦ１７に供給してＤＰＦ１７をある程度高温にするためになされる。本発明の特徴は、ＤＰＦ１７を再生させるために行うポスト噴射の燃料噴射制御である。
【００１７】
次に、図３を用いてＥＣＵ３０によるＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射制御を説明する。先ず、イグニッションオンに伴いイニシャライズが行われる（ＳＴ０１）。ここでＥＣＵ３０の制御パラメータが初期状態に戻され、以下の制御に備えられる。
【００１８】
次にエンジン制御用のパラメータであるアクセル開度及びエンジン回転数が取得され（ＳＴ０２）、取得されたアクセル開度及びエンジン回転数に基づいてプレ噴射とメイン噴射とを合わせた全噴射量が演算される（ＳＴ０３）。そして、全噴射量とエンジン回転数とに基づいてプレ噴射量及びプレ噴射時期が演算され（ＳＴ０４）、さらに全噴射量とエンジン回転数とに基づいてメイン噴射量及びメイン噴射時期が演算される（ＳＴ０５）。
【００１９】
次に、差圧センサ２６の検出値に基づいてＤＰＦ１７の前後差圧が所定値Ａよりも大きいか否かを判定する（ＳＴ０６）。これは、ＥＣＵ３０がフィルタ再生判断手段として機能するものであり、所定値Ａは許容される前後差圧の上限値を考慮して設定され、前後差圧すなわち内燃機関の背圧があまり大きくならないように設定されている。前後差圧が所定値Ａよりも大きいと判断されると、ＤＰＦ１７に堆積した粒子状物質の量がＤＰＦ１７の再生必要レベルに達したものと判断され、以下に再生処理動作が行われる。
【００２０】
ステップＳＴ０６において前後差圧が所定値Ａよりも大きいと判断されると、再生処理動作待ちフラグがｆｗ＝１とセットされる（ＳＴ０７）。フラグがセットされると、ＤＰＦ１７が再生必要であることを示し、他の制御ルーチンで参照されたり車両内のＥＣＵに報知されたりすることとなる。次に、温度センサ２２により検出された検出温度と閾値である所定温度を比較し、検出温度が所定温度よりも高いか否かを判定する（ＳＴ０８）。ここで所定温度は、ＤＰＦ１７に捕集された粒子状物質の浄化が可能な温度の下限値を考慮して設定されている。
【００２１】
次に、再生処理動作を実行するフラグをセットし（ＳＴ０９）、続いて全噴射量及びエンジン回転数に基づいてポスト噴射量及びポスト噴射時期を演算し（ＳＴ１０）、さらに検出温度に基づいてポスト噴射量初期値を演算し（ＳＴ１１）、そして検出温度に基づいてポスト噴射量の単位時間当たりの増量値を演算する（ＳＴ１２）。ポスト噴射量初期値及びポスト噴射量の単位時間当たりの増量値は、共に検出温度が低いほど小さな値に設定される。これ等は、検出温度に対してポスト噴射量初期値及びポスト噴射量の単位時間当たりの増量値がそれぞれ対応するマップをＥＣＵ３０に記憶させ、このマップに基づいて設定する。次に、再生処理中のポスト噴射量をリセットし（ＳＴ１３）、これ等の再生処理動作の内容を規定するパラメータを設定した後に再生処理動作が実行される（ＳＴ１４）。
【００２２】
ステップＳＴ０６において前後差圧が所定値Ａよりも小さいと判断されると、この状態は再生処理動作中または再生処理動作の非実行状態で粒子状物質の堆積量が未だ再生必要レベルには達していないということである。この場合、先ず再生処理動作実行フラグがセットされているか否かが判定され（ＳＴ１５）、セットされている場合にはＤＰＦ１７の前後差圧が所定値Ｂ以下か否かを判定する（ＳＴ１６）。所定値ＢはＤＰＦ１７における粒子状物質の堆積量が十分に減少し、内燃機関の背圧が十分に低下したと判断される圧力値に設定されている。前後差圧が所定値Ｂ以下であると判定されると再生処理動作が完了したものであると判断され（ＳＴ１７）、前後差圧が所定値Ｂよりも大きいと判定されるとポスト噴射終了フラグがセットされているか否かが判定される（ＳＴ１８）。そして、ポスト噴射終了フラグがセットされていないと判定されるとステップＳＴ１４に進んでポスト噴射が行われる。
【００２３】
ここで、本発明の第１の実施形態における特徴部を説明する。本発明の第１の実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を、図４に示すグラフに基づいて行っている。このポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を従来よりも抑制した第１噴射量とし、温度センサ２２により検出されたＤＰＦ１７の温度が所定温度Ａ以上となったところで単位時間当たりの燃料噴射量を第１噴射量よりも多い第２噴射量に増量する。ＤＰＦ１７はポスト噴射により温度が上昇して付着した粒子状物質が燃焼除去され、やがて担持したＯＳＣ材の酸素放出量が減少するためにポスト噴射を継続していても温度が低下し始める。そして、ＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を停止し、さらに温度が低下してＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｃ以下となったところで第１噴射量のポスト噴射を再開させてＤＰＦ１７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。図４に示した一時停止を含む１回の動作サイクルが第１噴射パターンであり、以下はこの第１噴射パターンを繰り返し行う。
【００２４】
このとき、２回目以降の第１噴射パターンにおいて、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量に基づき、第２噴射量での単位時間当たりでの燃料噴射量を減少させる。そして、差圧センサ２６による検出値が図３に示すステップＳＴ０６の所定値Ａ以下となると、ＤＰＦ１７に付着した粒子状物質が除去されたと判断されてＤＰＦ１７の再生処理動作が終了する。なお、１回目の第１噴射パターンは、ＤＰＦ１７の温度が立ち上がるのを待つために第１噴射量での噴射時間が２回目よりも長くなっている。第１噴射パターンにおける２回目以降の第１噴射量での噴射時間は、２回目と同様の噴射時間となる。
【００２５】
上述の構成によれば、燃料残量が少なくなるに連れてポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上を図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを防止しつつ、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００２６】
第１の実施形態において、第１噴射パターンにおける第２噴射量での単位時間当たりの燃料噴射量を減少させる方法としては、コモンレール２０からの燃料供給圧力を減少させて燃料噴射弁１９からの燃料噴射量を減少させる方法、燃料噴射弁１９が有する電磁弁の開閉時間を短くして燃料噴射時間を短くする方法、両方を併用する方法が挙げられる。噴射量を減少させる方法によれば図４における第１噴射パターンの第２噴射量での高さが減少し、燃料噴射時間を短くする方法によれば図４における第１噴射パターンの第２噴射量での噴射時間が減少し、何れの方法においても第１噴射パターンの第２噴射量での総燃料噴射量（面積）が減少することとなる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を、上述した第１噴射パターンを断続的に繰り返して行う他、図５に示すグラフに基づいて行っている。図５に示すポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を上述した第１噴射量とし、温度センサ２２により検出されたＤＰＦ１７の温度が所定温度Ａ以上となったところでポスト噴射を停止し、その後ＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を再開させてＤＰＦ１７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。この第１噴射量によるポスト噴射を断続させる方式が第２噴射パターンである。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。
【００２８】
第２の実施形態では、上述した第１の実施形態で示した第１噴射パターンを断続的に繰り返して行うポスト噴射を行い、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量が所定量（例えば１０リットル）以下となった場合に、第２噴射パターンに切り替えてポスト噴射を行う。そして、差圧センサ２６による検出値が図３に示すステップＳＴ０６の所定値Ａ以下となると、ＤＰＦ１７に付着した粒子状物質が除去されたと判断されてＤＰＦ１７の再生処理動作が終了する。なお、第２噴射パターンにおける１回目のポスト噴射は、ＤＰＦ１７の温度が立ち上がるのを待つために２回目よりも長くなっている。２回目以降のポスト噴射は、２回目と同様の噴射時間となる。
【００２９】
上述の構成によれば、燃料残量が少なくなるに連れてポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができ、燃料残量が所定量以下となった場合にはさらにポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上をより一層図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを確実に防止しつつ、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００３０】
上述した第１及び第２の各実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作としてポスト噴射を行う例を示したが、本発明が適用可能な範囲はポスト噴射には限られず、排気管内に直接燃料噴射を行う排気管噴射においても本発明は適用可能である。
【００３１】
図６は、本発明の第３の実施形態を示す車両の概略構成図である。同図において車両２９は、駆動源として電動機であるフロントモータ３１及びリアモータ３２と、内燃機関であるエンジン３３とを備えたハイブリッド自動車である。また車両２９は、モータ３１，３２に電力を供給する大容量のバッテリ３４、フロントモータ３１によって回転駆動される駆動軸３５及び駆動輪３６、エンジン３３の駆動力によって発電してバッテリ３４に電力を供給するジェネレータ３７、エンジン３３と駆動軸３５との間を接断するクラッチ３８等を有している。エンジン３３は、燃焼ガスに対して燃料を噴射して後述するフィルタを昇温させる昇温手段としての燃料噴射弁４９を有している。
【００３２】
また車両２９は、バッテリ３４の電力を所定の出力でフロントモータ３１に供給するインバータ３９、バッテリ３４の電力を所定の出力でジェネレータ３７に供給するインバータ４０、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１に接続された１２Ｖのバッテリ４２を有している。また車両２９は、バッテリ３４の電力を所定の出力でリアモータ３２に供給するインバータ４３、リアモータ３２によって回転駆動される駆動軸４４及び駆動輪４５、エンジン３３に供給される燃料を貯容する燃料タンク４６、エンジン３３から排出された排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ５６を備えた浄化装置４７、浄化装置４７に接続されたマフラ４８等を有している。浄化装置４７が有するフィルタ５６は、触媒としてＯＳＣ材を担持している。浄化装置４７の直上流位置と直下流位置とには分岐通路が設けられており、各分岐通路には両者の差圧を検出する差圧センサ５５が設けられている。差圧センサ５５の検出値は後述するＥＣＵ５２に入力される。
【００３３】
また車両２９は、車両２９の速度を検知する車速検出器５０、アクセルセンサ５１、各モータ３１，３２、エンジン３３等を駆動する制御手段（ＥＣＵ）５２等を有している。また車両２９は、図示しない給電部によって外部電源から供給された電力によってバッテリ３４を充電する充電器５３、バッテリ３４の充電状態であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）を検出してこれをＥＣＵ５２に入力する充電率検出手段としてのＳＯＣ検出手段５４等を有している。ＥＣＵ５２は、アクセルセンサ５１からの開度信号とエンジン回転数を検出する図示しない回転数検出センサからの回転数信号とによって燃料噴射弁４９を開閉制御し、開弁時間の長さに応じた噴射量で燃料を噴射させる。さらに車両２９は、エンジン３３の停止時間を検出する停止時間検出手段としてのタイマ５７を有しており、タイマ５７の検出結果はＥＣＵ５２に入力される。
【００３４】
上述した車両２９は、走行時においてＥＶ走行モード、シリーズ走行モード、パラレル走行モードの何れかを選択可能に構成されている。ＥＶ走行モードは、フロントモータ３１あるいはこれに加えてリアモータ３２の駆動力、すなわちバッテリ３４の電力のみによって車両２９を走行させる。ＥＶ走行モードにおいてエンジン３３は停止していると共にクラッチ３８は開放されており、減速時は４輪で回生する。すなわち車両２９の運動エネルギを、駆動輪３６、駆動軸３５、フロントモータ３１、インバータ３９を介して電気エネルギに変換すると共に、駆動輪４５、駆動軸４４、リアモータ３２、インバータ４３を介して電気エネルギに変換してバッテリ３４に蓄電する。
【００３５】
シリーズ走行モードは、フロントモータ３１あるいはこれに加えてリアモータ３２の駆動力、すなわちバッテリ３４の電力が目標値となるように、エンジン３３を作動させてＥＣＵ５２によってエンジン３３の出力を調整し、ジェネレータ３７を駆動して発電量を制御し、制御した発電量によってバッテリ３４に給電を行いながらフロントモータ３１を駆動して車両２９を走行させる。シリーズ走行モードにおいてクラッチ３８は開放されており、減速時は４輪で回生する。
【００３６】
パラレル走行モードは、フロントモータ３１あるいはこれに加えてリアモータ３２の駆動力、すなわちバッテリ３４の電力及びエンジン３３の出力によって車両２９を走行させるため、クラッチ３８は接続される。パラレル走行モードは、主に高車速であるときに選択されるが、これは高速域では比較的負荷が大きくエンジン３３の熱効率が高いためである。従ってパラレル走行モードではエンジン３３主体で走行するが、フロントモータ３１の出力とエンジン３３の出力とを互いに補完しながら使用するため長距離走行に適していると共に、フロントモータ３１あるいはこれに加えてリアモータ３２によるトルクアシストも可能に構成されている。また、エンジン３３の出力が大きすぎた場合には、ジェネレータ３７及びインバータ４０を介してバッテリ３４に給電し、さらには充電も可能である。減速時は４輪で回生する。
【００３７】
図２は燃料噴射弁４９による燃料の噴射状態を示す図であり、エンジン３３が有するピストンのほぼ圧縮上死点で噴射を行うメイン噴射に先立ち、噴射率を理想的な状態に近付けるためにプレ噴射が行われる。そして、メイン噴射に引き続き膨張行程でアフタ噴射が行われると共に、膨張行程または排気行程においてポスト噴射が行われる。アフタ噴射は、ポスト噴射に先立ち予め高温の排気ガスを浄化装置４７に供給してフィルタをある程度高温にするためになされる。本発明の特徴は、浄化装置４７が有するフィルタ５６を再生させるために行うポスト噴射の燃料噴射制御である。
【００３８】
次に、図３を用いてＥＣＵ５２によるフィルタ５６の再生処理動作時における燃料噴射制御を説明する。フィルタ５６の再生処理動作は、エンジン３３が稼働している状態、すなわち上述したシリーズ走行モード時またはパラレル走行モード時に行われ、エンジン３３が稼働しないＥＶ走行モード時には行われない。
【００３９】
先ず、イグニッションオンに伴いイニシャライズが行われる（ＳＴ０１）。ここでＥＣＵ５２の制御パラメータが初期状態に戻され、以下の制御に備えられる。次に、エンジン制御用のパラメータであるアクセル開度及びエンジン回転数が取得され（ＳＴ０２）、取得されたアクセル開度及びエンジン回転数に基づいてプレ噴射とメイン噴射とを合わせた全噴射量が演算される（ＳＴ０３）。そして、全噴射量とエンジン回転数とに基づいてプレ噴射量及びプレ噴射時期が演算され（ＳＴ０４）、さらに全噴射量とエンジン回転数とに基づいてメイン噴射量及びメイン噴射時期が演算される（ＳＴ０５）。
【００４０】
次に、差圧センサ５５の検出値に基づいて浄化装置４７の前後差圧が所定値Ａよりも大きいか否かを判定する（ＳＴ０６）。これは、ＥＣＵ５２がフィルタ再生判断手段として機能するものであり、所定値Ａは許容される前後差圧の上限値を考慮して設定され、前後差圧すなわち内燃機関の背圧があまり大きくならないように設定されている。前後差圧が所定値Ａよりも大きいと判断されると、フィルタ５６に堆積した粒子状物質の量がフィルタ５６の再生必要レベルに達したものと判断され、以下に再生処理動作が行われる。
【００４１】
ステップＳＴ０６において前後差圧が所定値Ａよりも大きいと判断されると、再生処理動作待ちフラグがｆｗ＝１とセットされる（ＳＴ０７）。フラグがセットされると、フィルタ５６が再生必要であることを示し、他の制御ルーチンで参照されたり車両内のＥＣＵに報知されたりすることとなる。次に、浄化装置４７の温度を検出する図示しない温度センサにより検出された検出温度と閾値である所定温度を比較し、検出温度が所定温度よりも高いか否かを判定する（ＳＴ０８）。ここで所定温度は、フィルタ５６に捕集された粒子状物質の浄化が可能な温度の下限値を考慮して設定されている。
【００４２】
次に、再生処理動作を実行するフラグをセットし（ＳＴ０９）、続いて全噴射量及びエンジン回転数に基づいてポスト噴射量及びポスト噴射時期を演算し（ＳＴ１０）、さらに検出温度に基づいてポスト噴射量初期値を演算し（ＳＴ１１）、そして検出温度に基づいてポスト噴射量の単位時間当たりの増量値を演算する（ＳＴ１２）。ポスト噴射量初期値及びポスト噴射量の単位時間当たりの増量値は、共に検出温度が低いほど小さな値に設定される。これ等は、検出温度に対してポスト噴射量初期値及びポスト噴射量の単位時間当たりの増量値がそれぞれ対応するマップをＥＣＵ５２に記憶させ、このマップに基づいて設定する。次に、再生処理中のポスト噴射量をリセットし（ＳＴ１３）、これ等の再生処理動作の内容を規定するパラメータを設定した後に再生処理動作が実行される（ＳＴ１４）。
【００４３】
ステップＳＴ０６において前後差圧が所定値Ａよりも小さいと判断されると、この状態は再生処理動作中または再生処理動作の非実行状態で粒子状物質の堆積量が未だ再生必要レベルには達していないということである。この場合、先ず再生処理動作実行フラグがセットされているか否かが判定され（ＳＴ１５）、セットされている場合にはフィルタ５６の前後差圧が所定値Ｂ以下か否かを判定する（ＳＴ１６）。所定値Ｂはフィルタ５６における粒子状物質の堆積量が十分に減少し、内燃機関の背圧が十分に低下したと判断される圧力値に設定されている。前後差圧が所定値Ｂ以下であると判定されると再生処理動作が完了したものであると判断され（ＳＴ１７）、前後差圧が所定値Ｂよりも大きいと判定されるとポスト噴射終了フラグがセットされているか否かが判定される（ＳＴ１８）。そして、ポスト噴射終了フラグがセットされていないと判定されるとステップＳＴ１４に進んでポスト噴射が行われる。
【００４４】
ここで、本発明の第３の実施形態における特徴部を説明する。本発明の第３の実施形態では、フィルタ５６の再生処理動作時における燃料噴射弁４９によるポスト噴射を、図５に示すグラフに基づいて行っている。図５に示すポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を従来よりも燃料噴射量が少ない第１噴射量とし、図示しない温度センサにより検出された浄化装置４７の温度が所定温度Ａ以上となったところでポスト噴射を停止し、その後浄化装置４７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を再開させて浄化装置４７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。以下、この動作を断続的に繰り返す噴射パターンである。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。
【００４５】
第３の実施形態において、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードまたはパラレル走行モードへと移行して、エンジン３３が停止状態から再始動した際にフィルタ５６の再生処理動作が行われる。このとき、ＥＣＵ５２はタイマ５７の検出結果及びＳＯＣ検出手段５４の検出結果に基づいて燃料噴射弁４９からの単位時間当たりの燃料噴射量を、図７に破線で示すバッテリ３４の充電率が所定値Ｕ以下の場合には、図７に実線で示すように停止時間が長くなるに従い単位時間当たりの燃料噴射量が増量するように制御している。
【００４６】
図７において、バッテリ３４の充電率が所定値Ｕを超えているということは、ＥＶ走行モードでの走行を長時間行うことができ、エンジン３３を使用しない期間が長いことからエンジン３３の温度が低下していると考えられる。これに対してバッテリ３４の充電率が所定値Ｕ以下であるということは、ＥＶ走行モードでの走行を長時間行うことができず、エンジン３３の始動及び停止が繰り返されていてエンジン３３の温度がある程度まで上がっていると考えられる。所定値Ｕは、このような条件を満たすべく、すなわち図３のステップＳＴ０７に示した再生処理動作実行フラグが立つ温度となるように設定される。
【００４７】
そして第３の実施形態では、バッテリ３４の充電率が所定値Ｕ以下の場合には、エンジン３３の温度が低く上述した再生処理動作実行フラグが立たないことから、フィルタ５６の再生処理動作は行われない。このようにバッテリ３４の充電率及びエンジン３３の停止時間からエンジン３３の温度を推定し、エンジン３３が所定温度を維持している領域ではエンジン１の停止前に比して燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量を増量するので、排気ガス温度を上昇させることによってエンジン３３の停止に伴う温度低下を補うことができ、フィルタ５６の再生処理動作を適度な燃料で効率よく行うことにより燃費を向上することができる。また、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態では、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードまたはパラレル走行モードへと移行して、エンジン３３が停止状態から再始動した際にフィルタ５６の再生処理動作が行われる。このとき、ＥＣＵ５２はタイマ５７の検出結果及びＳＯＣ検出手段５４の検出結果に基づいて燃料噴射弁４９からの単位時間当たりの燃料噴射量を、第３の実施形態と同様に、バッテリ３４の充電率が所定値Ｕ以下の場合には停止時間が長くなるに従い単位時間当たりの燃料噴射量が増量すると共に噴射時間が増加するように制御している。
【００４９】
この構成により、第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、エンジン３３の停止時間が長くなるに従い燃料の噴射時間を増加させるので、エンジン３３の停止時間に応じて排気ガス温度を上昇させることによってエンジン３３の停止に伴う温度低下を補うことができ、フィルタ５６の再生処理動作を適度な燃料でより効率よく行うことによりさらに燃費を向上することができる。また、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００５０】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。この第５の実施形態では、上述した第３または第４の実施形態においてさらに、ジェネレータ３７によるエンジン３３のモータリングが行われた後のフィルタ５６の再生処理時には、単位時間当たりの燃料噴射量が増量するように制御する。
【００５１】
ここで、ジェネレータ３７によるエンジン３３のモータリングについて説明する。車両２９は、エンジン３３に取り付けられた各種機器、例えば各種センサ、図示しないＥＧＲ装置、フィルタ５６に設けられた触媒等の故障判定を所定のタイミングで行う図示しない故障判定手段を備えている。故障判定手段は、シリーズ走行モードで車両２９が走行中にエンジン３３への燃料供給が停止されると、ジェネレータ３７を動力源としてエンジン３３を回転させた状態で、エンジン３３に取り付けられた機器の故障判定を行う。例えば、シリーズ走行モードからＥＶ走行モードに切り替わる際に、浄化装置４７の下流側に設けられた図示しない酸素濃度センサの故障判定を行う。なお、シリーズ走行モード中は通常、燃料カットが一時的に実施されることはない。ここで、シリーズ走行モードからＥＶ走行モードに切り替わる際に、燃料カットが行われるとエンジン３３は作動を停止する。しかし故障判定が実施される場合には、ジェネレータ３７によりエンジン３３の回転が維持されるため、燃料カット後もエンジン３３には新しい吸気が供給されることとなる。これがジェネレータ３７によるエンジン３３のモータリングである。
【００５２】
この構成により、第３または第４の実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、ジェネレータ３７によるエンジン３３のモータリングが行われた後のフィルタ５６の再生処理時には単位時間当たりの燃料噴射量が増量するように制御するので、排気ガス温度を上昇させることによってモータリングによって新たな吸気が供給されることによるエンジン３３の温度低下を補うことができ、フィルタ５６の再生処理動作を適度な燃料でより効率よく行うことによりさらに燃費を向上することができる。また、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００５３】
上述した第３、第４、第５の各実施形態では、フィルタ５６の再生処理動作時における燃料噴射弁４９によるポスト噴射を図５に示すグラフに基づいて行っているが、ポスト噴射の態様はこれには限られず、燃料を単位時間当たりの所定噴射量で断続噴射する態様であればどのようなポスト噴射を行ってもよい。また、第３、第４、第５の各実施形態では、フィルタ５６の再生処理動作としてポスト噴射を行う例を示したが、本発明が適用可能な範囲はポスト噴射には限られず、排気管内に直接燃料噴射を行う排気管噴射においても本発明は適用可能である。
【００５４】
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。本発明の第６の実施形態では、フィルタ５６の再生処理動作時における燃料噴射弁４９によるポスト噴射を、図４または図５に示すグラフに基づいて行っている。図４に示すポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を従来よりも抑制した第１噴射量とし、図示しない温度センサにより検出された浄化装置４７の温度が所定温度Ａ以上となったところで単位時間当たりの燃料噴射量を第１噴射量よりも多い第２噴射量に増量する。フィルタ５６はポスト噴射により温度が上昇して付着した粒子状物質が燃焼除去され、やがて担持したＯＳＣ材の酸素放出量が減少するためにポスト噴射を継続していても温度が低下し始める。そして、浄化装置４７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を停止し、さらに温度が低下して浄化装置４７の温度が所定温度Ｃ以下となったところで第１噴射量のポスト噴射を再開させて浄化装置４７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。このポスト噴射の一時停止により、フィルタ５６が有するＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。図４に示した一時停止を含む１回の動作サイクルが第１噴射パターンであり、以下はこの第１噴射パターンを繰り返し行う。なお、１回目の第１噴射パターンは、浄化装置４７の温度が立ち上がるのを待つために第１噴射量での噴射時間が２回目よりも長くなっている。第１噴射パターンにおける２回目以降の第１噴射量での噴射時間は、２回目と同様の噴射時間となる。
【００５５】
図５に示すポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を上述した第１噴射量とし、図示しない温度センサにより検出された浄化装置４７の温度が所定温度Ａ以上となったところでポスト噴射を停止し、その後浄化装置４７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を再開させて浄化装置４７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。この第１噴射量によるポスト噴射を断続させる方式が第２噴射パターンである。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。なお、第２噴射パターンにおける１回目のポスト噴射は、浄化装置４７の温度が立ち上がるのを待つために２回目よりも長くなっている。２回目以降のポスト噴射は、２回目と同様の噴射時間となる。
【００５６】
第６の実施形態において、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードまたはパラレル走行モードへと移行して、エンジン３３が停止状態から再始動した際にフィルタ５６の再生処理動作が行われる。このとき、ＥＣＵ５２はタイマ５７の検出結果に基づいてポスト噴射を、エンジン３３の停止時間が所定時間（例えば所定時間Ｔ）よりも長い場合には第１噴射パターンを断続的に繰り返して行い、エンジン３３の停止時間が所定時間Ｔよりも短い場合には第２噴射パターンを行うように制御している。
【００５７】
上述の構成によれば、エンジン３３の停止時間が所定時間Ｔよりも長くエンジンの温度低下が大きい場合には、総燃料噴射量が多い第１噴射パターンによってポスト噴射を行うのでエンジン３３の温度上昇を早めて短時間で粒子状物質の除去を行い、エンジン３３の停止時間が所定時間Ｔよりも短くエンジンの温度低下が小さい場合には、総燃料噴射量が少ない第２噴射パターンによってポスト噴射を行うので少ない燃料で粒子状物質の除去を行うことができる。これにより、エンジンの温度に応じて最適な燃料でフィルタ５６の再生処理動作を行うことにより燃費向上を図ることができると共に、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００５８】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。この第７の実施形態では、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードまたはパラレル走行モードへと移行して、エンジン３３が停止状態から再始動した際にフィルタ５６の再生処理動作が行われる。このときＥＣＵ５２は、ＳＯＣ検出手段５４の検出結果に基づいて第６の実施形態で示した所定時間Ｔを変更する。
【００５９】
ＳＯＣ検出手段５４による検出結果において、バッテリ３４の充電率が所定値（例えば所定値Ｓ）を超えているということは、ＥＶ走行モードでの走行を長時間行うことができ、エンジン３３が次にいつ始動するか判らない状態であると考えられる。これに対してバッテリ３４の充電率が所定値Ｓ以下であるということは、ＥＶ走行モードでの走行を長時間行うことができず、エンジン３３が始動し易い状態であると考えられる。
【００６０】
以上のことから、バッテリ３４の充電率が所定値Ｓを超えている場合にはエンジン３３の温度が低いと考えられることから、上述した所定時間Ｔを短くして第１噴射パターンによるポスト噴射が行われ易い状態にさせる。これによりエンジン３３がいつ始動しても総燃料噴射量が多い第１噴射パターンによってポスト噴射を行うので、エンジン３３の温度が低下していてもエンジン３３の温度上昇を早めて短時間で粒子状物質の除去を行うことができる。また、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００６１】
バッテリ３４の充電率が所定値Ｓ以下の場合にはエンジン３３の温度がそれほど低くはないと考えられることから、上述した所定時間Ｔを長くして第２噴射パターンによるポスト噴射が行われ易い状態にさせる。これにより総燃料噴射量が少ない第２噴射パターンによってポスト噴射を行うので、少ない燃料で粒子状物質の除去を行うことができる。また、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。
【００６２】
上述した第６及び第７の各実施形態では、フィルタ５６の再生処理動作としてポスト噴射を行う例を示したが、本発明が適用可能な範囲はポスト噴射には限られず、排気管内に直接燃料噴射を行う排気管噴射においても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
３１  フロントモータ
３２  リアモータ
３３  内燃機関（エンジン）
３４  バッテリ
３７  ジェネレータ
４９  昇温手段（燃料噴射弁）
５２  フィルタ再生判断手段（ＥＣＵ）
５４  充電率検出手段（ＳＯＣ検出手段）
５６  フィルタ
５７  停止時間検出手段（タイマ）
【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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