JP2004278465A

JP2004278465A - ハイブリッド型車両の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2004278465A
Application number: JP2003073523A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishii; 宏石井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】ＮＯｘ触媒再生中および再生完了後の燃費・排気の悪化およびＤＰＦの劣化を共に防止可能なハイブリッド型車両の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】硫黄被毒解除処理中は、アイドルストップ禁止および燃料カット禁止とし、エンジン１の出力を所定出力以上に保持制御し、駆動要求出力に対する余剰出力によりモータ２を駆動してその発電電力をバッテリ４に蓄電するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気中のＮＯｘを吸蔵し還元雰囲気中でＮ_２に還元する吸蔵型ＮＯｘ触媒に付随して吸蔵される硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去可能な車両の排気浄化装置に関し、特に、内燃機関に組合せて電動モータを車両駆動用として併用する車両に好適なハイブリッド型車両の排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気中のＮＯｘ浄化のために用いられる吸蔵型ＮＯｘ触媒に付随して吸蔵された硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去可能な内燃機関の排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、吸着型ＮＯｘ触媒に吸着された排気中の硫黄成分の堆積量の推定値が硫黄劣化判定閾値を越えたとき、吸着型ＮＯｘ触媒が劣化したと判定する劣化判定手段と、劣化判定手段により吸着型ＮＯｘ触媒が劣化したと判定されたとき内燃機関のパラメータを制御することで吸着型ＮＯｘ触媒の触媒中の硫黄成分を放出させる触媒再生手段とを備え、吸着ＮＯｘ触媒に吸着されるＳＯｘの吸着量を正確に推定し、吸着されたＳＯｘを効率よく除去できるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−９７９３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＮＯｘ吸着型ＮＯｘ触媒の再生は、排気中の空燃比がリッチで触媒温度が高いほどより一層促進されることから、排気中の粒子状物質を捕集して酸化するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を併用した場合には、触媒再生中はＤＰＦ温度も高くなり、減速時の燃料カットや、停車時のアイドルストップ実行後の始動では、空燃比がリーンとなりＤＰＦ中の「すす」が急激に酸化して高温となり、ＤＰＦの劣化を招く虞があった。逆に、触媒再生中に減速時の燃料カットや停車時のアイドルストップの実行を禁止してＤＰＦの劣化を防ぐようにすると、燃費・排気の悪化を招く。同様の不具合は、ＮＯｘ触媒再生が完了した後においても、急激に制御的に空燃比をリーンにしたり、燃料カット、アイドルストップ後の始動によりリーンにする場合にも生ずる。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ＮＯｘ触媒再生中および再生完了後の燃費や排気の悪化およびＤＰＦの劣化を共に防止可能なハイブリッド型車両の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンおよび駆動用のモータと、蓄電手段と、エンジン排気中のＮＯｘを吸着し還元放出するＮＯｘ吸着手段およびエンジン排気中のパティキュレートを捕集して酸化するＤＰＦと、車両の運転状態を検知する運転状態検出手段よりの運転状態情報に基づいてエンジンおよびモータの運転指令を生成する運転状態指令手段と、運転状態指令手段よりの運転指令に基づいてエンジンおよびモータの駆動を制御するエンジン制御手段およびモータ制御手段と、運転状態検出手段からの運転状態情報に基づいて燃料カット判定およびアイドルストップ判定を行い燃料カット指令およびアイドルストップ指令を出す燃料カット制御手段およびアイドルストップ制御手段と、ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を判定したら、前記エンジンの空燃比をストイキもしくはリッチとしてＮＯｘ触媒の硫黄被毒解除を行わせる硫黄被毒解除手段と、を備え、前記硫黄被毒解除処理中は、アイドルストップ制御手段および燃料カット制御手段のアイドルストップまたは燃料カットを禁止し、かつエンジン出力を所定出力以上に保持制御し、駆動要求出力に対するエンジンの余剰出力によりモータを駆動して発電させるようにした。
【０００８】
【発明の効果】
したがって、本発明では、ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を判定したら、前記エンジンの空燃比をストイキもしくはリッチとしてＮＯｘ触媒の硫黄被毒解除を行わせる硫黄被毒解除手段を備え、前記硫黄被毒解除処理中は、アイドルストップ制御手段および燃料カット制御手段のアイドルストップ、燃料カットを禁止し、かつエンジン出力を所定出力以上に保持制御し、駆動要求出力に対するエンジンの余剰出力によりモータを駆動して発電させるようにした。このため、硫黄被毒解除中のアイドルストップ実行後の始動若しくは燃料カットにより空燃比が急激にリーンとなり、ＤＰＦに付着した「すす」が急激に酸化してＤＰＦが高温となり劣化するのを防ぐことができるとともに、エンジン効率・排気特性の比較的良い運転点で運転することで、蓄電手段としてのバッテリに余剰エネルギを充電して後刻にそのエネルギを利用できるため、燃費や排気を改善できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド型車両の排気浄化装置を一実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１および図２は、本発明を適用したハイブリッド型車両の排気浄化装置の第１実施形態を示し、図１はハイブリッド型車両のシステム構成図、図２は制御システム図である。
【００１１】
図１により、ハイブリッド型車両のシステム構成および排気浄化装置の構成を説明する。この車両では、駆動車輪１２に車軸８を介して連結された終減速装置７を、エンジン１からベルト式無段変速機５ｅ、クラッチ６ｅを介して駆動可能であると共に、インバータ３を経由させてバッテリ４の電力により電動モータ２からベルト式無段変速機５ｍ、クラッチ６ｍを介して駆動可能としている。夫々の無段変速機５ｅ、５ｍは、終減速装置７に出力する速度およびトルクを調整可能としている。エンジン１または電動モータ２は、夫々のクラッチ６ｅ、６ｍを介して各々独立して、または、両者共同して、終減速装置７を駆動可能である。制動時およびまたは減速時においては、エンジン１によるエンジンブレーキが可能である一方、電動モータ２は発電機としても機能し、電動モータ２による回生制動が可能であり、回生制動時に生じる発電電力をインバータ３を経由させてバッテリ４に蓄電可能としている。また、エンジン１による駆動中にクラッチ６ｍおよび無段変速機５ｍを経由して電動モータ２を駆動する、即ち、エンジン１により車両と電動モータ２を駆動することで、電動モータ２による発電電力をインバータ３経由でバッテリ４に蓄電可能としている。
【００１２】
排気浄化装置１３は、酸化触媒装置９、還元触媒装置であるＮＯｘ吸着触媒装置１０、粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１１とを排気系統に配列して構成している。
【００１３】
前記酸化触媒装置９は、粒子状物質中に含まれるＳＯＦ（ＳｏｌｕｂｌｅＯｒｇａｎｉｃＦｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機物質）分や排出ガス中のＨＣ，ＣＯを低減するための装置である。
【００１４】
前記ＮＯｘ吸着触媒装置１０は、ＮＯｘを低減するための還元触媒装置であり、酸素過剰状態（酸化雰囲気）のリーンな空燃比状態において排ガス中のＮＯｘを硝酸塩Ｘ−ＮＯ_３として吸蔵し、吸蔵したＮＯｘをＣＯ（一酸化炭素）過剰状態（還元雰囲気）のリッチな空燃比状態でＮ_２（窒素）に還元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ_３が生成される）を有した触媒として構成している。そして、実際のディーゼルエンジン１の排気ガス中には、残存酸素と共に硫黄酸化物や多量の水分が含まれており、ＮＯｘ触媒はこれら物質を吸蔵する被毒により活性の著しい劣化が生じる。したがって、硫黄吸着量推定値が被毒解除必要量に達したら、空燃比をリッチ側若しくはストイキとし、必要に応じて燃料噴射時期を遅延側として、エンジン１を高負荷（全負荷）運転させて排気ガスを昇温し、空燃比リッチな高温の排ガス雰囲気中で被毒解除処理（再生処理）が行なわれる。
【００１５】
前記ＤＰＦ１１は、排気ガス中の粒子状物質であるパティキュレート（ＰＭ）をフィルタにより捕集し、触媒により酸化する。パティキュレート（ＰＭ）は、「すす」としてＤＰＦ１１のフィルタに付着させて捕集する。ＤＰＦ１１内を高温の空燃比リーンな酸化雰囲気が通過すると、捕集した「すす」が急激に酸化して、ＤＰＦ１１が高温となり、フィルタおよび触媒を劣化させため、排気ガスが高温となる際には、空燃比リーンな雰囲気となることを抑制する必要がある。また、フィルタおよび触媒を長期間にわたり使用するためには，堆積した粒子状物質を、例えば、電気ヒータや燃料噴射時期の遅延などによる排気温度の上昇と組合せて焼却する等の方法で除去してフィルタおよび触媒を再生する。
【００１６】
以上に説明した排気ガス浄化装置１３とエンジン１および電動モータ２からなるハイブリッドシステムは、図２に示す制御システムにより制御される。図２に示す制御システムでは、車両の運転状態を検知して運転状態情報を出力する運転状態検出手段Ｃ４と、ＤＰＦ１１の触媒温度を検出するＤＰＦ触媒温度検出手段Ｃ７と、バッテリ４の充電状態を検出する充電状態検知手段Ｃ８と、前記運転状態検出手段Ｃ４よりの運転状態情報に基づいてＮＯｘ吸着触媒１０の硫黄付着積算量αを推定し、ＮＯｘ触媒１０の硫黄劣化が懸念される所定付着量α１に対しα＞α１の場合に被毒解除指令を発する被毒解除指令手段Ｃ３とを備える。また、制御システムは、運転状態検出手段Ｃ４よりの運転状態情報に基づきエンジン１を制御するエンジン制御手段Ｃ１、燃料カット制御手段Ｃ５、および、エンジン１のアイドルストップを実行する始動制御手段Ｃ６を備える一方、運転状態検出手段Ｃ４、ＤＰＦ温度検出手段Ｃ７、充電状態検知手段Ｃ８および被毒解除指令手段Ｃ３の各信号に基づきエンジン１および電動モータ２の通常モード（Ｍ＝０）、被毒解除モード（Ｍ＝１）、移行モード（Ｍ＝２）のいずれかの運転状態を指令する運転状態指令手段Ｃ０を備え、この運転状態指令手段Ｃ０よりの信号は、エンジン制御手段Ｃ１を指令したモードで運転させる一方、燃料カット制御手段Ｃ５および始動制御手段Ｃ６の作動を許可若しくは禁止し、電動モータ２の動作状態を制御するモータ制御手段Ｃ２に指令したモードで作動させる。
【００１７】
即ち、通常モード（Ｍ＝０）では、前記運転状態指令手段Ｃ０は、運転状態検出手段Ｃ４からの運転状態情報に基づき、車両に要求される総合出力Ｐｔ０を算出し、図３に示すハイブリッド出力配分テーブル（１）に基づいて、総合出力Ｐｔ０からエンジン出力Ｐｅ０およびモータ出力Ｐｍ０を決定し、エンジン制御手段Ｃ１およびモータ制御手段Ｃ２に指令を出力する。
【００１８】
前記エンジン制御手段Ｃ１は、運転状態指令手段Ｃ０からの指令（Ｐｅ０）に基づいて、図５に示す予め設定される運転点テーブル（１）より運転点を決定する。この運転点テーブル（１）は各エンジン出力値（Ｐｅ０、Ｐｅ１・・・）に対して、燃費が最適となるトルク（Ｔｅ０、Ｔｅ１・・・）および回転速度（Ｎｅ０、Ｎｅ１・・・）の組合せを設定したものである。エンジン制御手段Ｃ１は、また、運転状態検出手段Ｃ４からの運転状態情報に基づいてエンジン１の燃焼に関わる制御パラメータの指令値を決定し、エンジン１を制御する。前記制御パラメータには、空燃比も含まれ、図８に示すように、エンジン回転速度（Ｎｅｉ）と燃料噴射量（Ｆｅｉ）の関係を定めたλマップ（１）から空燃比、即ち、空気過剰率λ０ｉを決定する。
【００１９】
前記モータ制御手段Ｃ２は、運転状態指令手段Ｃ０からの情報に基づいて、図７に示すように、予め設定される運転点テーブルにより運転点を決定する。この運転点テーブルは、モータ出力値（Ｐｍ０、Ｐｍ１・・・）に対して燃費が最適となるトルク（Ｔｍ０、Ｔｍ１・・・）、回転速度（Ｎｍ０、Ｎｍ１・・・）の組合せを設定したものである。
【００２０】
前記被毒解除指令手段Ｃ３からの被毒解除指令が運転状態指令手段Ｃ０に出力されると、運転状態指令手段Ｃ０は、制御モードを被毒解除モード（Ｍ＝１）に設定し、ハイブリッド出力配分テーブル（１）を図４に示すテーブル（２）に置換え、エンジン出力Ｐｅ０を設定出力Ｐ０以上への保持指令、被毒解除処理ルーチンの実行指令をエンジン制御手段Ｃ１に指令を出力する。総合出力Ｐｔ０に対するエンジン出力Ｐｅ０の余剰分（Ｐｅ０−Ｐ０）は電動モータ２にて発電吸収させるようモータ制御手段Ｃ２に指令を出力する。同時に、燃料カット制御手段Ｃ５に対して燃料カット禁止指令を出力し、始動制御手段Ｃ６に対してアイドルストップ禁止指令を出力する。
【００２１】
運転状態指令手段Ｃ０は、また、被毒解除処理モード（Ｍ＝１）中に充電状態検出手段Ｃ８が検出する充電量ＣＢが境界充電量ＣＬ以上の場合で、ＤＰＦ温度検出手段Ｃ７の温度Ｔｃが境界温度Ｔ０未満かつエンジン制御手段Ｃ１による吸入空気量検出値Ａｅが境界吸入空気量Ａｅ０に対しＡｅ≧Ａｅ０の場合はアイドルストップ解禁、燃料カット解禁とし、図４のハイブリッド出力配分テーブル（２）を図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）に戻す。
【００２２】
運転状態指令手段Ｃ０は、また、被毒解除処理モード（Ｍ＝１）中および移行モード（Ｍ＝２）中は、充電状態検出手段Ｃ８が検出する充電量ＣＢが過充電境界充電量ＣＨ以上の場合は、アイドルストップ禁止および燃料カット禁止を解除し、図４のハイブリッド出力配分テーブル（２）を図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）に戻す。
【００２３】
エンジン制御手段Ｃ１は、図５のエンジン運転点テーブル（１）を図６の様に被毒解除時用に設けたテーブル（２）に置換え、この被毒解除時用の運転点テーブル（２）よりエンジン出力値Ｐｅ０に対して、燃費が最適となるトルクＴｅ０および回転速度Ｎｅ０の運転点を決定し、エンジン１を制御する。エンジン制御手段Ｃ１は、また、運転状態検出手段Ｃ４からの運転状態情報に基づいてエンジン１の燃焼に関わる制御パラメータの指令値、即ち、エンジン空燃比、燃料噴射時期など燃焼に関わるパラメータの設定が変更され被毒解除が実行される。ここで、例えば、空燃比に関しては、図８の空気過剰率設定マップ（１）を図９に示すように、被毒解除時用に設定したマップ（２）に置き換え、エンジン回転速度Ｎｅｉｓ燃料噴射量Ｆｅｉとから空気過剰率λ１ｉを決定する。
【００２４】
運転状態指令手段Ｃ０は、エンジン制御手段Ｃ１による被毒解除処理を完了すると、制御モードを移行モード（Ｍ＝２）に設定する。
【００２５】
エンジン制御手段Ｃ１は、図８の空気過剰率λ０ｉおよび図９の空気過剰率λ１ｉに対して、図１０に示すように、比率配分を行い、時間とともに徐々に空気過剰率λ１ｉより空気過剰率λ０１の比率が高くなるように移行する。その他、被毒解除処理時に変更された燃焼パラメータについても同様な移行方法を採用してもよい。
【００２６】
運転状態指令手段Ｃ０は、また、移行モード（Ｍ＝２）中は、充電状態検出手段Ｃ８が検出する充電量ＣＢが過充電境界充電量ＣＨ以上の場合は、アイドルストップ禁止および燃料カット禁止を解除し、図４のハイブリッド出力配分テーブル（２）を図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）に戻す。
【００２７】
エンジン制御手段Ｃ１の空気過剰率λの移行が完了すると、運転状態指令手段Ｃ０は、制御モードを通常モード（Ｍ＝０）に設定し、アイドルストップ禁止および燃料カット禁止の判断と指令を中止する。図４のハイブリッド出力配分テーブル（２）と図６の運転点テーブル（２）がそれぞれ図３および図５のハイブリッド出力配分テーブル（１）、エンジン運転点テーブル（１）に戻される。
【００２８】
燃料カット制御手段Ｃ５および始動制御手段Ｃ６は、運転状態検出手段Ｃ４および運転状態指令手段Ｃ０からの情報に基づきそれぞれ燃料カット、アイドルストップを行う。
【００２９】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、運転状態指令手段Ｃ０、エンジン制御手段Ｃ１、始動制御手段Ｃ６、および燃料カット制御手段Ｃ５において一定周期毎に実行される制御のフローチャートであり、以下に各々の制御をフローチャートにより説明する。
【００３０】
先ず、図１１（Ａ）により運転状態指令手段Ｃ０において一定周期毎に実行される制御のフローチャートを説明する。
【００３１】
ステップＡ１では、制御モードＭ＝０か否かが判断され、制御モードＭ＝０の場合にはステップＡ２に進み、制御モードがＭ＝０でない場合にはステップＡ４へ進む。
【００３２】
ステップＡ２では、被毒解除指令手段Ｃ３の指令を確認する。被毒解除指令手段Ｃ３はＮＯｘ触媒１０の硫黄付着積算量αを推定し、ＮＯｘ触媒１０の硫黄劣化が懸念される所定付着量α１に対しα＞α１の場合に被毒解除指令を発するものとする。ここでは、硫黄付着積算量αが所定付着量α１より小さい場合（α≦α１）には今回の処理を終了し、硫黄付着積算量αが所定付着量α１より大きい場合（α＞α１）にはステップＡ３で被毒解除モード（Ｍ＝１）を設定して今回の処理を終了する。
【００３３】
ステップＡ４では、バッテリ充電量ＣＢと過充電境界充電量ＣＨとを比較し、バッテリ充電量ＣＢが過充電境界充電量ＣＨと等しいか大きい場合（ＣＢ≧ＣＨ）にはステップＡ１０へ進み、バッテリ充電量ＣＢが過充電境界充電量ＣＨ未満の場合（ＣＢ＜ＣＨ）にはステップＡ５へ進む。
【００３４】
ステップＡ５では、バッテリ充電量ＣＢと境界充電量ＣＬとを比較し、バッテリ充電量ＣＢが境界充電量ＣＬ未満の場合（ＣＢ＜ＣＬ）にはステップＡ６へ進み、バッテリ充電量ＣＢが境界充電量ＣＬと等しいか大きい場合（ＣＢ≧ＣＬ）にはステップＡ７へ進む。
【００３５】
ステップＡ７では、ＤＰＦ温度Ｔｃを境界温度Ｔ０と比較し、ＤＰＦ温度Ｔｃ≧境界温度Ｔ０の場合にはステップＡ６へ進み、ＤＰＦ温度Ｔｃ＜境界温度Ｔ０の場合にはステップＡ８へ進む。
【００３６】
ステップＡ８では、吸入空気量Ａｅと境界空気吸入量Ａｅ０を比較し、吸入空気量Ａｅ＜境界空気吸入量Ａｅ０の場合にステップＡ６へ進み、吸入空気量Ａｅ≧境界空気吸入量Ａｅ０の場合にはステップＡ９へ進む。ここでは、境界空気吸入量Ａｅ０をＤＰＦ温度Ｔｃの関数として設定してもよい。
【００３７】
ステップＡ６では、図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）から図４のハイブリッド運転点テーブル（２）に変更し、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝１、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝１とする。これらのフラグは１が禁止を表し、０が許可を表す。
【００３８】
ステップＡ９では、ハイブリッド出力配分テーブルを図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）に設定し、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝０、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝０とする。
【００３９】
ステップＡ１０では、ハイブリッド出力配分テーブルを図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）に設定し、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝０、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝０とする。
【００４０】
ステップＡ１１では、制御モードＭ＝１か否か、即ち、制御モード１の被毒解除モードか、制御モード２の移行モードかが判断され、制御モード１の被毒解除モードである場合にはステップＡ１２へ進み、制御モード２の移行モードである場合にはステップＡ１４へ進む。
【００４１】
ステップＡ１２では、エンジン制御手段Ｃ１の被毒解除が完了しているか（被毒解除完了フラグＦｅ＝１）否かを判別し、Ｆｅ＝０の場合は今回の処理を終了し、Ｆｅ＝１の場合はステップＡ１３へ進み、硫黄吸着量推定値αをリセットし制御モードＭ＝２とし、被毒解除完了フラグＦｅ＝０にリセットする。
【００４２】
ステップＡ１４では、移行モードが完了か（移行完了フラグＦＭ＝１）どうか判別し、ＦＭ＝０の場合は今回の処理を終了し、ＦＭ＝１の場合はステップＡ１５へ進む。
【００４３】
ステップＡ１５では、ハイブリッド出力配分テーブルを図３のハイブリッド出力配分テーブル（１）に設定し、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝０、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝０とする。また制御モードＭ＝０とし移行完了フラグＦＭ＝０にリセットする。
【００４４】
次に、図１１（Ｂ）によりエンジン制御手段Ｃ１において一定周期毎に実行される制御のフローチャートを説明する。
【００４５】
ステップＢ１では、制御モードＭ＝０か否かが判断され、制御モードＭ＝０の場合にはステップＢ２に進み、制御モードがＭ＝０でない場合にはステップＢ３へ進む。
【００４６】
ステップＢ２では、エンジン１の通常の制御を実行し、今回の処理を終了する。
【００４７】
ステップＢ３では、制御モードＭ＝１か否かが判断され、制御モードＭ＝１の場合にはステップＢ４に進み、制御モードがＭ＝１でない場合（Ｍ＝２）にはステップＢ７へ進む。
【００４８】
ステップＢ４では、制御モードＭ＝１に対応する被毒解除処理を行う。図８の空気過剰率マップを図９に示した被毒解除処理用に設定したマップ（２）に切換え、同様に噴射時期マップも切換える。ここで、被毒解除処理とは、ＤＰＦ温度が硫黄浄化可能な所定温度Ｔｓを越えている時間の合計が所定時間ｔｅを越えるまで行って完了するものとする。ここで所定時間ｔｅは推定される硫黄付着量を浄化するのに充分な時間とする。
【００４９】
ステップＢ５では、被毒解除処理が完了したか否かを判断し、完了していない場合には今回の処理を終了し、完了している場合にはステップＢ６に進み、ステップＢ６で被毒解除完了フラグＦｅ＝１として今回の処理を終了する。
【００５０】
ステップＢ７では、制御モードＭ＝２に対応するリーン移行処理が実行される。これは、図１０に示した過程を経て通常時の空気過剰率に移行する。この際、燃料噴射時期についても同様の移行過程を行う。
【００５１】
ステップＢ８では、リーン移行処理が完了したか否かを判断し、完了していない場合には今回の処理を終了し、完了している場合にはステップＢ９に進み、ステップＢ９でリーン移行完了フラグＦｍ＝１として今回の処理を終了する。
【００５２】
次に、図１１（Ｃ）により始動制御手段Ｃ６において一定周期毎に実行される制御のフローチャートを説明する。
【００５３】
ステップＣ１では、既定のアイドルストップ条件（Ｆｉ＝１）が成立しているかどうかを判定し、成立時はステップＣ２へ進み、非成立時は今回の処理を終了する。アイドルストップ条件は、成立時はアイドルストップフラグＦｉ＝１、非成立時はＦｉ＝０とする。
【００５４】
ステップＣ２では、アイドルストップ禁止フラグが出されていないか（Ｆｉｆ＝０）否かを判定し、アイドルストップ禁止フラグが出されていれば（Ｆｉｆ＝１）今回の処理を終了し、出されていなければ（Ｆｉｆ＝０）ステップＣ３へ進み、アイドルストップを実行する。
【００５５】
次に、図１１（Ｄ）により燃料カット制御手段Ｃ５において一定周期毎に実行される制御のフローチャートを説明する。
【００５６】
ステップＤ１では、既定の燃料カット条件が成立（Ｆｃ＝１）しているかどうかを判定し、成立時はステップＤ２へ進み、非成立時には今回の処理を終了する。ここで、成立時は燃料カットフラグＦｃ＝１、非成立時はＦｃ＝０とする。
【００５７】
ステップＤ２では、燃料カット禁止フラグが出されていないか（Ｆｃｆ＝０）否かを判定し、燃料カット禁止フラグが出されていれば（Ｆｃｆ＝１）今回の処理を終了し、出されていなければ（Ｆｃｆ＝０）ステップＤ３へ進み、燃料カットを実行する。
【００５８】
以上を要約すると、ＮＯｘ触媒再生中は燃料カットとアイドルストップを禁止し、所定以上のエンジン出力にて運転して、必要駆動力以上のエンジン出力は発電機にて発電吸収し、また、ＮＯｘ触媒再生完了直後は徐々にリーン運転に復帰させつつ所定以上のエンジン出力にて運転し、その間も燃料カットとアイドルストップを禁止し、ＤＰＦ１１中の「すす」が急激に酸化してＤＰＦ１１が高温となり劣化するのを防止する一方、必要駆動力以上のエンジン出力はモータによる発電にて吸収させる。
【００５９】
より詳細には、ＮＯｘ触媒の硫黄吸着量推定値が被毒解除必要量に達したら高負荷（全負荷）発電運転で昇温して被毒解除処理を行う。被毒解除処理中はアイドルストップ禁止、燃料カット禁止とし、定点運転を行う。このときの定点運転の運転点は被毒解除時に特化して設定される。被毒解除完了が判断された場合、アイドルストップ禁止と燃料カット禁止状態で定点運転を継続しつつ空燃比を通常のリーン状態に徐々に移行させ、移行完了後にアイドルストップ禁止、燃料カット禁止を解除する。また、バッテリのＳＯＣが満充電になったら、アイドルストップ禁止、燃料カット禁止を解除し、発電は行わないようにしている。
【００６０】
以上の各制御手段の動作を、図１２に示すタイムチャートに基づいて以下に説明する。
【００６１】
時点ｔ１では、硫黄付着積算量αが所定付着量α１を超えて硫黄被毒解除指令手段が被毒解除指令を出し被毒解除モードＭ＝１に変更され、空気過剰率、燃料噴射時期の設定マップは被毒解除時用の各マップ（２）に切換えられる。また、時点ｔ１では充電量ＣＢ≧境界充電量ＣＬであり、ＤＰＦ温度Ｔｃ＜境界温度Ｔ０かつ吸入空気量Ａｅ＜境界吸入空気量Ａｅ０であるので、ハイブリッド出力配分マップ（１）のままであり、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝０、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝０である。
【００６２】
もし、ここでバッテリ充電量ＣＢ＜境界充電量ＣＬか、吸入空気量Ａｅ＜境界吸入空気量Ａｅ０か、ＤＰＦ温度Ｔｃ≧境界温度Ｔ０のいずれかが成立すると、ハイブリッド出力配分マップ（２）が設定され、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝１、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝１となる。また、バッテリ充電量ＣＢ≧過充電境界充電量ＣＨが成立するとハイブリッド出力配分マップ（１）が設定され、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝０、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝０となる。
【００６３】
時点ｔ２では、ＤＰＦ温度Ｔｃ≧境界温度Ｔ０が成立し、ハイブリッド出力配分マップ（２）が設定され、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝１、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝１となる。
【００６４】
時点ｔ３では、車両要求出力Ｐ＜設定出力Ｐ０となるがエンジン出力は設定出力Ｐ０に保たれる。時点ｔ４では、燃料カット制御手段Ｃ５の燃料カット条件が成立しＦｃ＝１となるが、燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝１なので燃料カットは実行されない。
【００６５】
時点ｔ５で燃料カットフラグＦｃ＝０となり、時点ｔ６でアイドルストップ制御手段Ｃ６のアイドルストップ条件が成立しアイドルストップフラグＦｉ＝１となるが、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝１のためアイドルストップは実行されない。時点ｔ７でアイドルストップ条件が解除される。
【００６６】
時点ｔ８で、エンジン制御手段Ｃ１が被毒解除処理を終了し、被毒解除完了判定フラグＦｅ＝１となると、制御モードはリーン移行モードＭ＝２となり、エンジン制御手段Ｃ１は図１０に示した、燃焼パラメータの移行を行う。なお、時点ｔ９で燃料カット制御手段Ｃ５の燃料カット条件が成立しＦｃ＝１となるが燃料カット禁止フラグＦｃｆ＝１なので燃料カットは実行されない。
【００６７】
時点ｔ１０で燃料カットフラグＦｃ＝０となり、時点ｔ１１でアイドルストップ制御手段Ｃ６のアイドルストップ条件が成立しアイドルストップフラグＦｉ＝１となるが、アイドルストップ禁止フラグＦｉｆ＝１のためアイドルストップは実行されない。時点ｔ１２でアイドルストップ条件が解除される。
【００６８】
時点ｔ１３でエンジン制御手段Ｃ１がリーン移行を完了し、リーン移行完了判定フラグＦｍ＝１となると、制御モードは通常モードＭ＝０に戻る。
【００６９】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、硫黄被毒解除中にアイドルストップ禁止、燃料カット禁止とし、エンジン出力を所定以上に保持して、エンジン出力の余剰分を発電吸収することで、ＤＰＦ１１の急激な温度上昇による劣化を防ぎつつ燃費・排気の悪化も抑制しながら、また、硫黄被毒解除完了後においてもアイドルストップ禁止、燃料カット禁止とし、エンジン出力を所定以上に保持して、エンジン出力の余剰分を発電吸収しながら、徐々にリーン制御に移行することにより、ＤＰＦ１１の急激な温度上昇による劣化を防ぎつつ燃費・排気の悪化を抑制しながら通常のリーン制御に移ることができる。また、バッテリ充電量が高い場合にはＤＰＦ１１の過温度が生じない範囲で充電運転を制限することにより過充電によるバッテリ劣化を抑制できる。
【００７０】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００７１】
（ア）エンジン１および駆動用のモータ２と、蓄電手段としてのバッテリ４と、エンジン１の空燃比がリーンの場合に排気中のＮＯｘを吸着しリッチの場合に吸着したＮＯｘを還元して放出するＮＯｘ吸着手段１０および排気中のパティキュレートを捕集し酸化するＤＰＦ１１と、車両の運転状態を検知する運転状態検出手段Ｃ４よりの運転状態情報に基づいてエンジン１およびモータ２の運転指令を生成する運転状態指令手段Ｃ０と、運転状態指令手段Ｃ０よりの運転指令に基づいてエンジン１およびモータ２の駆動を制御するエンジン制御手段Ｃ１およびモータ制御手段Ｃ２と、運転状態検出手段Ｃ４からの運転状態情報に基づいて燃料カット判定およびアイドルストップ判定を行い燃料カット指令およびアイドルストップ指令を出力する燃料カット制御手段Ｃ５およびアイドルストップ制御手段Ｃ６と、ＮＯｘ触媒１０の硫黄被毒を判定したら、前記エンジン１の空燃比をストイキもしくはリッチとしてＮＯｘ触媒１０の硫黄被毒解除を行わせる被毒解除手段と、を備え、前記硫黄被毒解除処理中は、アイドルストップ制御手段Ｃ６および燃料カット制御手段Ｃ５のアイドルストップまたは燃料カットを禁止し、かつエンジン出力を所定出力以上に保持制御し、駆動要求出力に対するエンジン１の余剰出力によりモータ２を駆動して発電させるようにした。このため、被毒解除中のアイドルストップ実行後の始動若しくは燃料カットにより空燃比が急激にリーンとなり、ＤＰＦ１１に付着した「すす」が急激に酸化してＤＰＦ１１が高温となり劣化するのを防ぐことができるとともに、エンジン効率・排気特性の比較的良い運転点で運転することで、蓄電手段としてのバッテリ４に余剰エネルギを充電し、後刻にそのエネルギを利用できるため、燃費・排気を改善できる。
【００７２】
（イ）硫黄被毒解除処理中のエンジン１およびモータ２の回転速度とトルクとの組合せは、通常時とは別に設定される最適燃費およびまたは最適排気の組合せとし、前記別に設定される組合せをトレースしてエンジンを運転するため、通常時および被毒解除時ともにハイブリッド機能によるエンジン１の高効率運転もしくは良排気運転を最適化でき、燃費・排気を改善できる。
【００７３】
（ウ）アイドルストップ禁止および燃料カット禁止は、被毒解除処理の完了後も継続させ、エンジン１を所定出力以上で継続して運転しつつその空燃比を通常のリーン状態に所定の変化率以下で移行させ、通常のリーン状態への移行完了後にアイドルストップ禁止および燃料カット禁止を解除するため、被毒完了後に空燃比が急激にリーンとなりＤＰＦ１１に付着した「すす」が急激に酸化してＤＰＦ１１が高温となり劣化するのを防ぐことができて、また、徐々にリーンにするにつれてＤＰＦ１１中の「すす」を徐々に燃焼させることで、ＤＰＦ１１の温度上昇を軽減することができ、更に、エンジン効率・排気特性の比較的良い運転点で運転し、バッテリ４に余剰エネルギを充電して、後でそのエネルギを利用できるため、燃費・排気を改善できる。
【００７４】
（エ）所定の変化率は、ＤＰＦ１１内のＰＭ燃焼による過加熱が生じない限界の変化率とするため、ＤＰＦ１１の温度上昇を劣化温度以下に抑えながら、通常のリーン制御に移行できる。
【００７５】
（オ）蓄電手段としてのバッテリ４の充電状態を検出する充電状態検出手段Ｃ８、前記ＤＰＦ１１の温度を検出する温度検出手段Ｃ７およびエンジン吸入空気量検出手段を備え、バッテリ４の充電状態が所定充電量以上の場合には、ＤＰＦ１１の温度が所定温度以下およびまたはエンジン吸入空気量Ａｅが所定吸入量Ａｅ０以上であるとき燃料カット禁止を解除するため、充電量が多い場合にＤＰＦ温度が劣化温度に達しない範囲で、充電運転を規制することができ、充電容量をより確保しやすくなるため、ハイブリッドシステム機能を有効に活用できる。
【００７６】
（カ）バッテリ４の充電状態を検出する充電状態検出手段Ｃ８、前記ＤＰＦ１１の温度を検出する温度検出手段Ｃ７を備え、前記バッテリ４の充電状態が所定充電量以上の場合には、ＤＰＦ１１の温度が所定値以下となるときアイドルストップ禁止を解除するため、充電量が多い場合にＤＰＦ温度が劣化温度に達しない範囲で、充電運転を規制することができ、充電容量をより確保しやすくなるため、ハイブリッドシステム機能を有効に活用できる。
【００７７】
（キ）バッテリ４の充電状態を検出する充電状態検出手段Ｃ８を備え、バッテリ４の過充電が検出された場合には、前記所定出力以下のエンジン運転を許可するため、バッテリ４の過充電による劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド型車両のシステム構成および排気浄化装置の構成を示す概略構成図。
【図２】同じくコントローラの制御システム図。
【図３】ハイブリッド出力配分テーブル（１）を示す特性図。
【図４】ハイブリッド出力配分テーブル（２）を示す特性図。
【図５】エンジン運転点（１）を示す特性図。
【図６】エンジン運転点（２）を示す特性図。
【図７】電動モータ運転点を示す特性図。
【図８】空気過剰率マップ（１）を示すマップ。
【図９】空気過剰率マップ（２）を示すマップ。
【図１０】リーン移行時の空気過剰率を示すマップ。
【図１１（Ａ）】運転状態指令手段で実行される制御を示すフローチャート。
【図１１（Ｂ）】エンジン制御手段で実行される制御を示すフローチャート。
【図１１（Ｃ）】始動制御手段で実行される制御を示すフローチャート。
【図１１（Ｄ）】燃料カット制御手段で実行される制御を示すフローチャート。
【図１２】コントローラにより実行される制御を示すタイムチャート。
【符号の説明】
Ｃ０運転状態指令手段
Ｃ１エンジン制御手段
Ｃ２モータ制御手段
Ｃ３被毒解除指令手段
Ｃ４運転状態検出手段
Ｃ５燃料カット制御手段
Ｃ６始動制御手段（アイドルストップ制御手段）
Ｃ７ＤＰＦ触媒温度検出手段
Ｃ８充電状態検知手段
１エンジン
２電動モータ（モータ）
３インバータ
４蓄電手段としてのバッテリ
５ｅ、５ｍ無段変速機
６ｅ、６ｍクラッチ
７終減速装置
８車軸
９酸化触媒装置
１０ＮＯｘ吸着触媒装置
１１ＤＰＦ
１３排気浄化装置

Claims

エンジンと、
駆動力を発生するモータと、
モータに電力を供給する蓄電手段と、
前記エンジンの排気の空燃比がリーンの場合にＮＯｘを吸着しリッチの場合に吸着したＮＯｘを還元して放出するＮＯｘ吸着手段と、
前記エンジンの排気のパティキュレートを捕集して酸化するＤＰＦと、
車両の運転状態を検知する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段よりの運転状態情報に基づいてエンジンおよびモータの運転指令を生成する運転状態指令手段と、
前記運転状態指令手段よりの運転指令に基づいてエンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記運転状態指令手段よりの運転指令に基づいてモータの駆動を制御するモータ制御手段と、
前記運転状態検出手段からの運転状態情報に基づいて燃料カット判定を行い、燃料カット指令を出力する燃料カット制御手段と、
前記運転状態検出手段からの運転状態情報に基づいてアイドルストップ判定を行い、アイドルストップ指令を出力するアイドルストップ制御手段と、
ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を判定したら、前記エンジンの空燃比をストイキもしくはリッチとしてＮＯｘ触媒の硫黄被毒解除を行わせる硫黄被毒解除手段と、を備え、
前記硫黄被毒解除処理中は、前記アイドルストップ制御手段および燃料カット制御手段によるアイドルストップまたは燃料カットもしくはその両方を禁止し、かつエンジン出力を所定出力以上に保持制御し、駆動要求出力に対するエンジンの余剰出力によりモータを駆動して発電させることを特徴とするハイブリッド型車両の排気浄化装置。
前記硫黄被毒解除処理中のエンジンおよびモータの回転速度とトルクとの組合せは、通常時とは別に設定される最適燃費およびまたは最適排気の組合せとしたことを特徴とする第１項に記載のハイブリッド型車両の排気浄化装置。
前記アイドルストップ禁止および燃料カット禁止は被毒解除処理の完了後も継続させ、エンジンを所定出力以上で継続して運転しつつその空燃比を通常のリーン状態に所定の変化率以下で移行させ、通常のリーン状態への移行完了後にアイドルストップ禁止または燃料カット禁止を解除することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド型車両の排気浄化装置。
前記所定の変化率は、ＤＰＦ内のＰＭ燃焼による過加熱が生じない限界の変化率とすることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド型車両の排気浄化装置。
前記ハイブリッド型車両の排気浄化装置は、蓄電手段の充電状態を検出する充電状態検出手段、前記ＤＰＦの温度を検出する温度検出手段およびエンジン吸入空気量検出手段を備え、蓄電手段の充電状態が所定充電量以上の場合には、ＤＰＦの温度が所定温度以下およびまたはエンジン吸入空気量が所定吸入量以上であるときに燃料カット禁止を解除することを特徴とする請求項１または請求項３に記載のハイブリッド型車両の排気浄化装置。
前記ハイブリッド型車両の排気浄化装置は、蓄電手段の充電状態を検出する充電状態検出手段、前記ＤＰＦの温度を検出する温度検出手段を備え、
前記蓄電手段の充電状態が所定充電量以上の場合には、ＤＰＦの温度が所定値以下となるときにアイドルストップ禁止を解除することを特徴とする請求項１または請求項３に記載のハイブリッド型車両の排気浄化装置。
前記ハイブリッド型車両の排気浄化装置は、蓄電手段の充電状態を検出する充電状態検出手段を備え、蓄電手段の過充電が検出された場合には、前記所定出力以下のエンジン運転を許可することを特徴とする請求項１または請求項３に記載のハイブリッド型車両の排気浄化装置。