JP2003120263A - 排気ガス浄化装置、および排気ガスの浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガスに含まれる含炭素浮遊微粒子を安定
して浄化する。 【解決手段】 ハイブリッド車両に搭載されたディーゼ
ルエンジンの排気管内に浄化触媒を設けて、前記排気ガ
ス中に含まれる含炭素浮遊微粒子を捕集するとともに、
捕集した微粒子を触媒作用を用いて酸化させる。エンジ
ンの運転条件によっては浄化触媒上に含炭素浮遊微粒子
が堆積する場合があるが、微粒子が堆積した場合には、
浄化触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度を増加させ
る。こうすれば、浄化触媒上に堆積した微粒子の酸化を
促進することができるので、浄化触媒上に多量の微粒子
が堆積して触媒機能が阻害されることを未然に回避する
ことができ、延いては、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子
を安定して浄化することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動力源として内
燃機関と電動機とを備えるハイブリッド機関において、
該内燃機関の排気ガスを浄化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関と電動機とを組み合わせること
により、内燃機関の燃料消費効率を改善する、いわゆる
ハイブリッド機関が、種々の分野で使用されている。通
常、内燃機関には燃料消費効率の高くなる最適な運転条
件が存在しており、かかる最適条件以外の運転条件で運
転すれば燃料消費効率が低下してしまうが、ハイブリッ
ド機関では、電動機を活用して内燃機関をできるだけ最
適条件で運転することにより、機関全体としての燃料消
費効率を改善することができる。また、かかるハイブリ
ッド機関では、内燃機関として、ガソリンエンジンに代
表される予混合燃焼方式の内燃機関やディーゼルエンジ
ンに代表される拡散燃焼方式の内燃機関のいずれも適用
することができるが、燃料消費効率の高い拡散燃焼方式
の内燃機関を用いれば、更に効率を改善することができ
る。

【０００３】一方、内燃機関の排気ガス中には、ススな
どの含炭素浮遊微粒子が含まれており、これら微粒子は
大気の汚染要因となるため、排出量をできるだけ低減す
ることが要請されている。かかる要請は、ハイブリッド
機関についても同様に存在する。

【０００４】内燃機関の排気ガス中に含まれる含炭素浮
遊微粒子の排出量を大幅に低減可能な技術としては、排
気ガス中に含まれるススなどの含炭素浮遊微粒子を浄化
触媒を用いて捕集する技術が提案されている（特公平７
−１０６２９０号）。かかる技術においては、捕集した
微粒子によって浄化触媒が目詰まりすることを避けるた
めに、浄化触媒上に担持された貴金属触媒の作用により
捕集した微粒子を酸化させる。こうすれば、捕集された
含炭素浮遊微粒子を、二酸化炭素や水蒸気などの無害な
物質に変換して排出することができるので、浄化触媒を
目詰まりさせることなく、排気ガス中の含炭素浮遊微粒
子を大幅に低減することが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、内燃機関の運
転条件によっては、捕集した含炭素浮遊微粒子を酸化さ
せることが困難となり、次第に浄化触媒上に微粒子が堆
積してしまう場合がある。例えば、排気ガス温度が低い
条件で内燃機関を長時間運転する場合などには、浄化触
媒の温度が次第に低下するので、捕集した含炭素微粒子
を酸化することが困難になる場合がある。また、排気ガ
スに含まれている大気汚染物質である窒素酸化物の濃度
を減少させる目的で排気ガスの一部を燃焼室内に還流さ
せている場合には、排気ガスの還流量を増やすと含炭素
浮遊微粒子の排出量が増加するので、浄化触媒が単位時
間あたりに浄化しなければならない微粒子量が増大し、
含炭素浮遊微粒子が堆積し易くなる傾向にある。

【０００６】浄化触媒上に多量の含炭素浮遊微粒子が堆
積して触媒表面を覆ってしまうと、触媒の機能が阻害さ
れて、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を適切に浄化する
ことが困難となり、次第に含炭素浮遊微粒子が堆積して
浄化触媒が目詰まりしてしまうことが起こり得る。従っ
て、何らかの方法により、触媒上に堆積した含炭素浮遊
微粒子の酸化を促進して、目詰まりを回避可能な技術の
開発が望まれる。かかる技術は、ハイブリッド機関の出
力状態にできるだけ影響を与えることなく、しかもでき
るだけ簡便な方法であることが望ましい。

【０００７】本発明は、従来技術における上述の課題を
解決するためになされたものであり、ハイブリッド機関
の出力の変動を伴うことなく、浄化触媒上の含炭素浮遊
微粒子の酸化を促進することにより、浄化触媒に含炭素
浮遊微粒子が堆積することを簡便に回避可能な技術の提
供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の排
気ガス浄化装置は次の構成を採用した。すなわち、内燃
機関と電動機とを備え、該内燃機関が出力する動力と該
電動機が出力する動力とを１の出力軸から同時に出力可
能なハイブリッド機関の排気ガス浄化装置であって、前
記排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を捕集して該捕集した
微粒子を酸化させる浄化触媒と、前記浄化触媒上に捕集
された前記含炭素浮遊微粒子の堆積状況に基づいて該微
粒子の酸化を促進させるか否かを判断する酸化促進要否
判断手段と、前記酸化を促進させる場合には、前記内燃
機関の運転状態を変更することにより、前記浄化触媒に
流入する排気ガス中の酸素濃度を増加させる内燃機関制
御手段と、前記内燃機関の運転状態の変更に伴って、該
内燃機関が前記出力軸に出力する動力の変動を打ち消す
ように前記電動機の運転状態を制御する電動機制御手段
とを備えることを要旨とする。

【０００９】また、上記の排気ガス浄化装置に対応する
本発明の排気ガス浄化方法は、内燃機関と電動機とを備
え、該内燃機関が出力する動力と該電動機が出力する動
力とを１の出力軸から同時に出力可能なハイブリッド機
関に適用されて、該内燃機関の排気ガスを浄化する浄化
方法であって、前記排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を浄
化触媒によって捕集し、該捕集した微粒子を酸化させる
とともに、前記浄化触媒上に捕集された前記含炭素浮遊
微粒子の堆積状況に基づいて該微粒子の酸化を促進させ
るか否かを判断し、前記酸化を促進させる場合には、前
記内燃機関の運転状態を変更することにより、前記浄化
触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度を増加させ、前記
内燃機関の運転状態の変更に伴って、該内燃機関が前記
出力軸に出力する動力の変動を打ち消すように前記電動
機の運転状態を制御することを要旨とする。

【００１０】かかる本発明の排気ガス浄化装置および排
気ガス浄化方法においては、排気ガス中の含炭素浮遊微
粒子を浄化触媒によって捕集するとともに、該捕集した
微粒子を酸化させることによって排気ガスを浄化する。
ここで、浄化触媒上に堆積した微粒子の堆積状況に基づ
いて、堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させるか
否かを判断し、酸化を促進させる場合には、内燃機関の
運転状態を変更することによって該浄化触媒に流入する
排気ガス中の酸素濃度を増加させるとともに、かかる変
更に伴って内燃機関がハイブリッド機関の出力軸に出力
する動力の変動を打ち消すように、電動機の運転状態を
制御する。

【００１１】一般に、浄化触媒上で含炭素浮遊微粒子が
酸化する反応は、排気ガス中の酸素濃度が増加するほど
活発になる。従って、内燃機関の運転状態を変更するこ
とによって排気ガス中の酸素濃度を増加させてやれば、
何らかの理由で浄化触媒上に含炭素浮遊微粒子が堆積し
た場合でも、微粒子の酸化を簡便に促進させることがで
きる。一方、こうして内燃機関の運転状態を変更する
と、それに伴って内燃機関からハイブリッド機関の出力
軸へと伝達される動力が変動し得る。そこで、この動力
の変動を打ち消すように電動機の運転状態を制御してや
る。例えば、内燃機関の出力する動力が減少する場合は
電動機が出力する動力を増加させ、逆に内燃機関の出力
する動力が増加した場合は電動機を発電機として働くよ
うに制御することで、動力の増加分を吸収してやる。こ
うして電動機の運転状態を適切に制御してやることで、
内燃機関の動力の変動を打ち消してやれば、ハイブリッ
ド機関の出力軸からは常に安定した動力を出力すること
ができる。

【００１２】ハイブリッド機関の内燃機関において、還
流通路を経由して排気ガスの一部を燃焼室内に還流させ
ている場合には、還流させる排気ガス量を減少させるこ
とによって、前記浄化触媒に流入する排気ガス中の酸素
濃度を増加させることとしても良い。

【００１３】燃焼室内に噴射した燃料を酸素過剰な雰囲
気で燃焼させることで動力を発生する方式の内燃機関で
は、通常、燃焼室に還流させる排気ガス量を減少させる
と、その分だけ吸入する空気量が増加するので、燃焼室
に供給される酸素量が増加することになり、その結果、
排気ガス中の酸素濃度を増加させることができる。こう
した方法によれば、機関の構造を複雑なものとすること
なく、浄化触媒上に堆積した微粒子の酸化を促進させる
ことができる。

【００１４】あるいは、かかる排気ガス浄化装置におい
ては、前記排気ガスの酸素濃度を間欠的に増加させるこ
とで、浄化触媒上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を
促進させることとしてもよい。

【００１５】酸素濃度を増加させて酸化を促進させると
反応熱によって触媒温度が上昇し、より一層酸化が促進
されて触媒温度を上昇させるので、触媒温度が過度に上
昇してしまうことが起こり得る。これに対して、酸素濃
度を間欠的に増加させれば、酸素濃度が低い期間は酸化
反応が過度に活発となることはなく、延いては浄化触媒
の温度が過度に上昇するおそれがなくなるので好まし
い。

【００１６】また、かかる排気ガス浄化装置において
は、浄化触媒上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促
進させるために、内燃機関の燃焼室内に噴射する燃料量
を減量させることとしても良い。

【００１７】燃焼室内に噴射する燃料を減量すれば燃焼
に使用される酸素量が減少するので、排気ガス中の酸素
濃度が増加して、浄化触媒上に堆積した微粒子の酸化を
促進させることができる。もちろん、噴射する燃料を減
量すれば、それに伴って内燃機関の出力する動力は低下
するが、かかる動力の低下は電動機を適切に制御するこ
とで補うことが可能である。

【００１８】かかる排気ガス浄化装置においては、内燃
機関の出力変動を打ち消す制御が可能か否かを判断し
て、打ち消す制御が可能である場合に、排気ガス中の酸
素濃度を増加させることとしても良い。内燃機関の出力
変動を打ち消す制御が可能か否かは、電動機の最大定格
に対する該電動機の運転条件に基づいて判断することが
できる。例えば、電動機の運転条件が最大定格に対して
所定量の余裕があるとき、あるいは電動機の運転条件が
所定量の余裕を見込んで設定した運転範囲内にあるとき
には、内燃機関の出力変動を打ち消す制御が可能と判断
することができる。

【００１９】こうして、出力変動を打ち消すことが可能
な場合にだけ、浄化触媒に流入する排気ガス中の酸素濃
度を増加させて、堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促
進させてやる。こうすれば、微粒子の酸化を促進させる
ことに伴う内燃機関の出力変動を、電動機を制御するこ
とによって確実に補うことができるので、常に安定した
動力を出力することが可能となって好適である。

【００２０】上述した排気ガス浄化装置においては、浄
化触媒として次のような触媒を用いることができる。す
なわち、排気ガス中に過剰な酸素が含まれている場合に
は排気ガス中の窒素酸化物とともに該過剰酸素を蓄積し
ておき、該排気ガス中の過剰酸素が減少した場合には、
該蓄積した窒素酸化物を分解しながら過剰酸素を活性酸
素として放出し、前記捕集した含炭素浮遊微粒子を該活
性酸素を用いて酸化させる浄化触媒を用いても良い。活
性酸素は反応性に富んでいることから、このような浄化
触媒を用いれば、浄化触媒上に捕集した含炭素浮遊微粒
子を容易に酸化させることが可能となるので好ましい。

【００２１】こうした浄化触媒としては、白金族に属す
る貴金属に加えて、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
希土類元素、遷移金属の少なくとも１つが担持された触
媒を用いることができる。かかる浄化触媒は、排気ガス
中の窒素酸化物を浄化するとともに、活性酸素を放出し
て、触媒上に捕集された含炭素浮遊微粒子を酸化させる
ことができる。従って、こうした浄化触媒を用いれば、
排気ガス中に含まれる含炭素浮遊微粒子と窒素酸化物と
を同時に浄化することが可能となるので好ましい。

【００２２】上述したように、排気ガス中の過剰酸素を
取り込んで活性酸素として放出する浄化触媒を備えた排
気ガス浄化装置においては、排気ガス中の過剰酸素の濃
度を減少させて前記活性酸素を放出させる活性酸素放出
制御を行うことで、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を効
果的に浄化するとともに、浄化触媒上に堆積した微粒子
の酸化を促進させると判断した場合には、該活性酸素放
出制御の実行中を避けて、排気ガス中の酸素濃度を増加
させることとしても良い。

【００２３】活性酸素放出制御は排気ガス中の酸素濃度
を低下させる制御であることから、かかる制御中に、酸
素濃度を増加させて堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を
促進させようとしても、効果的に促進させることができ
ない。換言すれば、排気ガス中の酸素濃度を増加させる
制御を、活性酸素放出制御中を避けて行うことで、浄化
触媒上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を効果的に促
進させることが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の作用・効果をより明確に
説明するために、次のような順序に従って、本発明の実
施例を説明する。 Ａ．実施の概要： Ｂ．装置構成； Ｂ−１．ハイブリッド車両の構成： Ｂ−２．ハイブリッド車両の動作の概要： Ｂ−３．浄化触媒の概要： Ｃ．第１実施例： Ｃ−１．第１実施例の運転条件修正処理： Ｄ．第２実施例： Ｄ−１．装置構成： Ｄ−２．第２実施例の運転条件修正処理：

【００２５】Ａ．実施の概要：各種実施例についての詳
細な説明に先立って、図１を参照しながら、本発明の実
施の概要について簡単に説明する。図１は、本発明の排
気ガス浄化装置１０を適用した排気ガス浄化システムの
一例を、概念的に示した説明図である。図示するよう
に、本発明の排気ガス浄化装置１０は、エンジン１２
と、モータ４４と、エンジン１２およびモータ４４の運
転状態を制御するコントローラ２２と、エンジン１２か
ら排出される排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を浄化する
浄化触媒３０などから構成されている。エンジン１２か
ら出力された動力は、モータ４４および出力軸４２を介
して負荷４０に伝達される。エンジン１２には、空気を
取り入れるための吸気管１４と、排気ガスを排出するた
めの排気管１６とが設けられており、浄化触媒３０は排
気管１６に設けられている。

【００２６】エンジン１２から排出される排気ガスに
は、ススなどの含炭素浮遊微粒子が含まれているが、こ
れら含炭素浮遊微粒子は浄化触媒３０を通過する際に捕
集され、大気中には含炭素浮遊微粒子の除去された排気
ガスが排出される。浄化触媒３０は酸化作用を有してお
り、捕集した含炭素浮遊微粒子を触媒上で酸化して二酸
化炭素や水蒸気などの無害な物質に変換することができ
る。こうして、浄化触媒３０を用いて排気ガス中の含炭
素浮遊微粒子を捕集し、捕集した微粒子を触媒上で酸化
させれば、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を浄化するこ
とができる。

【００２７】もっとも、エンジン１２は種々の条件で運
転されることから、排気ガス温度が低い運転条件で連続
して長時間運転されるなど、運転条件によっては捕集し
た微粒子の酸化が困難となり、浄化触媒３０上に含炭素
浮遊微粒子が堆積してしまうことが起こり得る。微粒子
が多量に堆積して触媒表面を覆ってしまうと、触媒の有
する酸化作用が阻害され、排気ガス中の含炭素浮遊微粒
子を適切に浄化できなくなるおそれがある。

【００２８】本発明の排気ガス浄化装置１０は、浄化触
媒３０に含炭素浮遊微粒子が堆積していることを検出す
ると、エンジン１２の運転状態を変更して、浄化触媒３
０に流入する排気ガスの酸素濃度を増加させる。微粒子
の堆積量は種々の手法により検出することができるが、
例えば、堆積量が増えるに従って浄化触媒３０の通気抵
抗が増加する現象に基づく手法を好適に適用することが
できる。浄化触媒３０の有する酸化作用は酸素濃度が高
くなるほど強くなるので、排気ガスの酸素濃度を増加さ
せれば、触媒上に堆積している含炭素浮遊微粒子の酸化
を促進させることができる。こうして微粒子の酸化を促
進すれば、捕集した微粒子で触媒表面が覆われてしまう
ことを未然に回避することができ、排気ガス中の含炭素
浮遊微粒子を常に安定して適切に浄化することが可能と
なる。また、エンジン１２の運転状態を変更すれば、そ
れに伴って出力する動力が変動するが、モータ４４の運
転状態を適切に制御して、エンジン１２の運転状態が変
更されたことによる出力の変更を打ち消してやれば、ハ
イブリッド機関は常に安定した動力で負荷４０を駆動す
ることが可能となる。以下では、こうした排気ガス浄化
装置について、実施例に基づき詳細に説明する。

【００２９】Ｂ．装置構成： Ｂ−１．ハイブリッド車両の構成：図２は、本実施例の
排気ガス浄化装置を有するハイブリッド車両１００の概
略構成を示す説明図である。図示するように、このハイ
ブリッド車両１００は、エンジン１１０と、モータ・ジ
ェネレータ１２０（ＭＧ１）と、モータ・ジェネレータ
１３０（ＭＧ２）とを有し、エンジン１１０と２つのモ
ータ・ジェネレータとはプラネタリギア１４０で互いに
結合されている。詳細には後述するが、エンジン１１０
およびモータ・ジェネレータ１３０は、主に車両を駆動
するための駆動力を出力し、モータ・ジェネレータ１２
０は主にエンジン１１０によって駆動されて主として発
電機として機能する。プラネタリギア１４０は、モータ
・ジェネレータ１３０からの出力を、チェーンベルト１
７４と車軸１７０とを介して駆動輪１７２に伝達する役
割や、エンジン１１０からの出力を、モータ・ジェネレ
ータ１２０と駆動輪１７２とに振り分ける動力分割機構
としての役割、更には、モータ・ジェネレータ１３０や
エンジン１１０の回転速度を減速あるいは増速して駆動
輪１７２に伝達する変速機としての役割を有している。
プラネタリギア１４０の機能については後述する。

【００３０】エンジン１１０は、周知のディーゼルエン
ジンである。エアクリーナ１６９を介して吸気通路１９
０から燃焼室内に空気を吸い込んで、燃焼室内で空気を
圧縮した後、圧縮されて高温になった空気中に、燃料噴
射弁１９２から燃料を噴射する。すると、燃料が燃焼室
内で爆発的に燃焼して、このときの燃焼圧力をクランク
シャフト１１４から動力として取り出すことができる。
燃焼によって生じた燃焼ガスは、排気ガスとして排気通
路１８０から排出される。排気ガス中にはススなどの含
炭素浮遊微粒子が含まれているが、これら微粒子は、排
気通路１８０に設けられた浄化触媒２００の作用によっ
て浄化され、排気通路１８０からは、最終的には含炭素
浮遊微粒子の含有量が低減されたきれいな排気ガスが排
出される。また、浄化触媒２００の上流側および下流側
には、それぞれ圧力センサ１８２，１８４が設けられて
おり、排気通路内での排気ガスの圧力を検出することが
可能となっている。

【００３１】排気通路１８０と吸気通路１９０とは、Ｅ
ＧＲ通路１８６を介して接続されており、ＥＧＲ通路１
８６を介して排気ガスの一部を燃焼室内に還流させるこ
とが可能となっている。こうして排気ガスの一部を燃焼
室内に還流させれば、排気ガス中に含まれる窒素酸化物
の濃度減や、エンジン１１０の燃料消費効率の改善とい
った利点が得られる。このように、排気ガスの一部を燃
焼室内に還流させる技術は、ＥＧＲ（Ｅxhaust Ｇas Ｒ
ecirculation）と呼ばれる。ＥＧＲ通路１８６にはＥＧ
Ｒ弁１８８と呼ばれる開閉弁が設けられていて、ＥＧＲ
弁１８８の弁開度を調整することで、燃焼室内に還流さ
せる排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を制御することが可
能となっている。

【００３２】エンジン１１０には、エンジン制御用の電
子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵ）１１２が搭載
されている。エンジンＥＣＵ１１２は、ＣＰＵや、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、タイマなど
がバスを介して相互にデータをやり取り可能に接続され
た周知のマイクロコンピュータである。エンジンＥＣＵ
１１２は、燃料噴射弁１９２の開弁時期や、燃料噴射弁
１９２に燃料を圧送する燃料ポンプ１９４や、ＥＧＲ弁
１８８の弁開度などを制御することによって、エンジン
１１０の運転状態を制御する機能を司っている。クラン
クシャフト１１４の先端には、クランクポジションセン
サ１１８が設けられており、エンジンＥＣＵ１１２はク
ランクポジションセンサ１１８の出力から、ピストン位
置やエンジンの回転速度といった制御に必要な情報を検
出することができる。

【００３３】プラネタリギア１４０は、中心部に設けら
れたサンギア１４２と、サンギア１４２の外側に同心円
状に設けられたリングギア１４８と、サンギア１４２と
リングギア１４８との間に配置されてサンギア１４２の
外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオン
ギア１４４と、エンジンのクランクシャフト１１４の端
部に結合されて各プラネタリピニオンギア１４４の回転
軸を軸支するプラネタリキャリア１４６とから構成され
ている。サンギア１４２は、サンギア軸１４１を介して
モータ・ジェネレータ１２０のロータ１２３に結合さ
れ、リングギア１４８は、リングギア軸１４７を介して
モータ・ジェネレータ１３０のロータ１３３に結合され
ている。プラネタリキャリア１４６は、エンジンのクラ
ンクシャフト１１４に結合されている。

【００３４】このような構成のプラネタリギア１４０
は、サンギア軸１４１、リングギア軸１４７、クランク
シャフト１１４の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸の
中のいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、
残余の１軸に入出力される動力が決定される。リングギ
ア１４８にはチェーンベルト１７４が接続されており、
動力はチェーンベルト１７４および車軸１７０を介して
駆動輪１７２に伝達されて、ハイブリッド車両１００を
駆動する。

【００３５】モータ・ジェネレータ１２０は、交流同期
電動機であり、外周面に複数の永久磁石１２２を有する
ロータ１２３と、回転磁界を形成する三相コイル１２４
が巻回されたステータ１２５などから構成されている。
ステータ１２５はケース１３８に固定されており、ロー
タ１２３は、前述したように、プラネタリギア１４０の
サンギア軸１４１に結合されている。また、サンギア軸
１４１には、ロータ１２３の回転角度を検出するレゾル
バ１２６が設けられている。モータ・ジェネレータ１２
０は、インバータ１５２を介してモータＥＣＵ１５６に
接続されている。モータＥＣＵ１５６はインバータ１５
２を制御することによって、バッテリ１５０から三相コ
イル１２４に適切な周波数で適切な電流値の交流電流を
供給し、これによってモータ・ジェネレータ１２０の動
作を制御している。

【００３６】モータ・ジェネレータ１３０も、モータ・
ジェネレータ１２０と同様の交流同期電動機であり、外
周面に複数の永久磁石１３２を有するロータ１３３と、
回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻回されたステ
ータ１３５などから構成されている。モータ・ジェネレ
ータ１３０のロータ１３３はプラネタリギア１４０のリ
ングギア軸１４７に結合され、ステータ１３５はケース
１３８に固定されている。また、リングギア軸１４７に
はロータ１３３の回転角度を検出するレゾルバ１３６が
設けられている。モータ・ジェネレータ１３０は、イン
バータ１５４を介してモータＥＣＵ１５６に接続されて
いる。モータＥＣＵ１５６はインバータ１５４を制御す
ることによって、バッテリ１５０から三相コイル１３４
に適切な周波数で適切な電流値の交流電流を供給し、こ
れによってモータ・ジェネレータ１３０の動作を制御し
ている。

【００３７】ハイブリッド車両１００には、車両全体の
制御を司るハイブリッドＥＣＵ１６０と、モータ・ジェ
ネレータ１２０，１３０の制御を司るモータＥＣＵ１５
６とが搭載されている。これらＥＣＵは、前述したエン
ジンＥＣＵ１１２と同様の構成を有するマイクロコンピ
ュータである。ハイブリッドＥＣＵ１６０は、アクセル
ポジションセンサ１６２や、ブレーキスイッチ１６４、
あるいはバッテリ１５０などの種々の情報を検出して車
両全体としての運転条件を決定し、これに基づいてエン
ジンＥＣＵ１１２およびモータＥＣＵ１５６が、それぞ
れエンジン１１０およびモータ・ジェネレータ１２０，
１３０の動作を制御している。

【００３８】Ｂ−２．ハイブリッド車両の動作の概要：
以上のような構成を有するハイブリッド車両１００の動
作原理、特にプラネタリギア１４０の機能について説明
する。プラネタリギア１４０は、サンギア軸１４１，リ
ングギア軸１４７，クランクシャフト１１４の３軸の中
のいずれか２軸へ入出力される動力（すなわち、回転速
度およびトルク）が決定されると、残余の１軸に入出力
される動力（回転速度およびトルク）が決定される構造
となっている。これら３軸間に入出力される回転速度お
よびトルクの関係は、共線図を用いて容易に求めること
ができる。

【００３９】図３は、プラネタリギア１４０の３軸に接
続された各ギアの回転速度および回転方向の関係を示す
共線図である。ここで、縦軸は各ギア（サンギア１４
２，リングギア１４８，プラネタリキャリア１４６）の
回転数、すなわち、エンジン１１０，モータ・ジェネレ
ータ１３０，モータ・ジェネレータ１２０の回転速度を
表している。一方、横軸は各ギアのギア比を表したもの
であり、リングギア１４８の歯数に対するサンギア１４
２の歯数をρとすると、プラネタリキャリア１４６に対
応する縦軸は、サンギア１４２とリングギア１４８との
間を１：ρに内分する座標位置にくる。

【００４０】今、プラネタリキャリア１４６すなわちエ
ンジン１１０の回転速度をＮe とし、リングギア１４８
すなわちモータ・ジェネレータ１３０の回転速度をＮr
とする。共線図上で、プラネタリキャリアを表す座標軸
Ｃに回転速度Ｎe をプロットし、リングギアを表す座標
軸Ｒに回転速度Ｎr をプロットして、両プロット点を直
線で結ぶ。このような直線を考えると、サンギア１４２
すなわちモータ・ジェネレータ１２０の回転速度Ｎs
は、得られた直線とサンギアを表す座標軸Ｓとの交点の
座標として求めることができる。このような直線は動作
共線と呼ばれる。このように、プラネタリキャリア１４
６，リングギア１４８，サンギア１４２の中のいずれか
２つの回転速度が決定されれば、共線図上に２つの座標
点をプロットして、両プロット点を結ぶ動作共線を考え
ることにより、他の１つの回転速度を求めることができ
る。ここで、エンジン１１０の回転速度Ｎe ，モータ・
ジェネレータ１３０の回転速度Ｎr ，モータ・ジェネレ
ータ１２０の回転速度Ｎs とすると、これらの回転速度
は、下式のような関係を有しており、２つの回転速度を
決めると残余の１つの回転速度を算出することができ
る。 Ｎs ＝Ｎr −（Ｎr −Ｎe ）・（１＋ρ）／ρ … （１）

【００４１】次に、プラネタリギア１４０の３軸間に入
出力されるトルクの関係について説明する。共線図上で
トルクの関係を求めるには、動作共線をあたかも剛体の
ように扱って、トルクを剛体に作用するベクトルのよう
に扱う。例えば、エンジン１１０がトルクＴe を発生
し、駆動輪１７２からトルクＴr を出力する場合を考え
る。駆動輪１７２から出力するトルクは、動作共線上で
は駆動軸Ｒ上にかかる反力トルクＴr として表れる。

【００４２】今、座標軸Ｃの位置で動作共線に下からト
ルクＴe を作用させると、このトルクＴe を、図３に示
すように、座標軸Ｓ上のトルクＴesと、座標軸Ｒ上のト
ルクTerとに分離して扱うことができる。このときのト
ルクTesおよびトルクＴerの大きさは、次式（２）およ
び（３）によって表される。 Ｔes＝Ｔｅ・ρ／（１＋ρ） … （２） Ｔer＝Ｔｅ／（１＋ρ） … （３）

【００４３】駆動輪１７２からトルクＴr を安定して出
力するためには、プラネタリギア１４０の３軸に加わる
トルクが釣り合う状態、すなわち、動作共線に作用する
ベクトルが釣り合うようにすればよい。すなわち、座標
軸Ｓ上にトルクＴesと大きさが同じで向きが反対のトル
クＴm1をモータ・ジェネレータ１３０を用いて作用さ
せ、座標軸Ｒ上には、リングギア１４８が駆動輪１７２
から受けるトルクＴr およびトルクＴerの合力と大きさ
が同じで向きが反対のトルクＴm2をモータ・ジェネレー
タ１２０を用いて作用させる。こうすれば、座標軸Ｓ上
ではＴesとＴm1とが、座標軸Ｒ上ではＴr とＴerとＴm2
とがそれぞれ釣り合うので、動作共線全体として釣り合
わせることができる。結局、エンジン１１０が回転速度
Ｎe でトルクＴe を発生している場合、モータ・ジェネ
レータ１２０を回転速度Ｎs で回転させれば、モータ・
ジェネレータ１３０は上式（１）で与えられる回転速度
Ｎrで回転する。この状態を安定に保つためには、モー
タ・ジェネレータ１２０でトルクＴm1を発生させ、モー
タ・ジェネレータ１３０でトルクＴm2を発生させればよ
い。トルクＴm1の大きさは、上式（２）で与えられ、ト
ルクＴm2の大きさは，次式（４）で与えられる。 Ｔm2＝Ｔr −Ｔer … （４）

【００４４】ここで、図３の共線図の座標軸Ｓに示され
ているように、モータ・ジェネレータ１２０の回転方向
とトルクＴm1の向きとは逆方向であるから、モータ・ジ
ェネレータ１２０は発電機として動作している。また、
座標軸Ｒに示されているように、モータ・ジェネレータ
１３０の回転方向とトルクＴm2の向きとは同じ向きであ
るから、モータ・ジェネレータ１３０は電動機として動
作している。すなわち、モータ・ジェネレータ１２０で
発電しつつ、モータ・ジェネレータ１３０で電力を消費
している状態となっている。

【００４５】エンジン１１０で発生する動力Ｐe （＝Ｔ
e ×Ｎe ）を、リングギア１４８で出力すべき動力Ｐr
（＝Ｔr ×Ｎr ）と等しくしておけば、モータ・ジェネ
レータ１２０で発電した電力Ｐm1（＝Ｔes×Ｎs ）と、
モータ・ジェネレータ１３０で消費する電力Ｐm2（＝Ｔ
m2×Ｎr ）とが等しくなっていることを、簡単な式変形
によって確かめることができる。このように、モータ・
ジェネレータ１２０とプラネタリギア１４０とモータ・
ジェネレータ１３０とは、エンジン１１０の出力する動
力Ｐe （＝Ｔe ×Ｎe ）を、トルクＴr および回転速度
Ｎr は異なるが、同じ値の動力Ｔr に変換して出力する
機能を有している。出力するトルクおよび回転速度の値
は、２つのモータ・ジェネレータの動作状態によって変
更することができる。これを換言すれば、トルクＴr お
よび回転速度Ｎr の動力Ｐr を車軸１７０に出力しなけ
ればならない場合、動力Ｐr と同じ動力を出力しさえす
れば、エンジンの運転条件を任意に選択可能なことを意
味している。エンジンのエネルギ効率は、エンジン回転
速度および発生トルクの組合せによって大きく異なり最
適な運転条件が存在するから、要求された動力を出力す
る運転条件の中から最も効率の良い運転条件でエンジン
を運転すれば、エンジンのエネルギ効率を大きく向上さ
せることができ、延いては車両全体としてのエネルギ効
率を大きく向上させることが可能となる。

【００４６】また、エンジンは一般に、回転速度があま
りに小さくなったり、あるいは発生トルクが小さくなっ
て、動力の出力値があまりに小さな値となるとエネルギ
効率が低下する傾向にある。従って、車軸に出力すべき
動力値があまりに小さな値の場合には、エンジン１１０
の運転を停止し、バッテリ１５０に蓄えた電力でモータ
・ジェネレータ１３０を駆動して、いわゆる電気自動車
として走行する。

【００４７】車両が減速する場合には、車軸１７０がチ
ェーンベルト１７４を介してリングギア１４８を回転さ
せるので、この回転を利用してモータ・ジェネレータ１
３０で発電し、電力をバッテリ１５０に蓄える。このよ
うないわゆる回生動作を行えば、減速時の車両の運動エ
ネルギを電気エネルギとして回収することができる。車
両の発進時や低速走行時などには、こうして蓄えた電力
を利用することで、車両全体としての燃料消費効率を向
上させることができる。

【００４８】更に、高速走行時や急加速時などのように
大きな動力が必要な場合は、エンジン１１０が出力する
動力に加えて、モータ・ジェネレータ１３０からも動力
を発生させて車軸１７０に伝達する。こうしてエンジン
１１０をモータ・ジェネレータ１３０でアシストすれ
ば、大きな動力を出力して、車両の運動性能を大きく改
善することもできる。また、バッテリ１５０に蓄えてい
る電力が少なくなった場合には、車軸１７０に出力すべ
き動力よりも大きな動力をエンジンで出力し、多めに出
力した動力でモータ・ジェネレータ１２０で発電して、
車両の運転中にバッテリ１５０を充電することも可能で
ある。

【００４９】このように、車両の運転状態に応じてエン
ジン１１０やモータ・ジェネレータ１２０，１３０を適
切に動作させる制御は、ハイブリッドＥＣＵ１６０が行
う。以下、ハイブリッドＥＣＵ１６０が行っている運転
制御について簡単に説明する。

【００５０】図４は、運転制御ルーチンの流れを示すフ
ローチャートである。運転制御ルーチンを開始すると、
ハイブリッドＥＣＵ１６０は、先ず初めに車軸１７０か
ら出力すべき駆動エネルギＰｄを決定する処理を行う
（ステップＳ１００）。駆動力Ｐｄは、アクセルポジシ
ョンセンサ１６２と車軸の回転速度とに基づいて決定す
ることができる。すなわち、アクセルペダルは、車両の
運転者が出力トルクが足らないと感じたときに踏み込ま
れるものであるから、アクセルペダルの踏み込み量（ア
クセルポジションセンサ１６２の出力）は運転者の欲し
ているトルクに対応している。トルクに回転速度を乗算
すれば単位時間あたりの駆動エネルギが得られる。従っ
て、車軸１７０から出力すべき駆動エネルギＰｄは、ア
クセルポジションセンサ１６２の出力と車軸の回転速度
とが決まると、適切な値を決めてやることができる。本
実施例では、アクセルポジションセンサ１６２と車軸の
回転速度とに対する適切な駆動エネルギＰｄの値を実験
的に予め求めておき、マップの形式でハイブリッドＥＣ
Ｕ１６０に予め記憶されている。

【００５１】次に、充放電電力Ｐｂおよび補機駆動エネ
ルギＰｈを算出する（ステップＳ１０２，Ｓ１０４）。
充放電電力Ｐｂとは、バッテリ１５０の充放電に要する
単位時間あたりのエネルギであり、バッテリ１５０を充
電する必要がある場合には正の値、放電する必要がある
場合には負の値を採る。補機駆動エネルギＰｈとは、エ
アコンなどの補機を駆動するために必要となる単位時間
あたりのエネルギである。補機駆動エネルギＰｈは、駆
動している補機を検出し、これらの駆動に要するエネル
ギを加算することで算出する。こうして、駆動エネルギ
Ｐｄ，充放電電力Ｐｂ，補機駆動エネルギＰｈを算出し
たら、これらを加算して要求動力Ｐｅを算出する（ステ
ップＳ１０６）。ここで要求動力Ｐｅとは、エンジン１
１０、モータ・ジェネレータ１２０、モータ・ジェネレ
ータ１３０をひとまとまりのハイブリッド機関と見たと
きに、ハイブリッド機関が出力すべき動力である。

【００５２】次に、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、こう
して算出された要求動力Ｐｅに基づいてエンジン１１０
の運転条件を設定する（ステップＳ１０８）。エンジン
の運転条件は、エンジンの目標回転速度Ｎｅと目標トル
クＴｅとの組み合わせによって設定される。エンジン１
１０の運転条件は、原則的にはエンジン１１０での燃料
消費効率ができるだけ高くなるように設定される。以下
では、図１２を参照することにより、燃料消費効率がで
きるだけ高くなるようにエンジン１１０の運転条件を設
定する方法について説明する。

【００５３】図５はエンジンの運転条件と燃料消費効率
との関係を示す説明図である。図示するように、内燃機
関の燃料消費効率は、通常、運転条件に応じて異なって
いる。図５の横軸はエンジンの回転速度Ｎｅを示し、縦
軸はエンジンの発生トルクＴｅを示している。図中の曲
線Ｂはエンジン１１０の出力可能な最大トルクを示して
いる。曲線α１からα６は、燃料消費効率が一定値とな
る等高線を示しており、燃料消費効率はα１からα６の
順に低くなっていく。また、曲線Ｃ１からＣ３はそれぞ
れエンジン１１０から出力される動力（回転数×トル
ク）が一定となるラインを示している。

【００５４】図５から明らかなように、エンジン１１０
から曲線Ｃ１に相当する動力を出力する場合には、図中
のＡ１点に相当する運転条件が最も高効率となる。同様
に曲線Ｃ２およびＣ３に相当する動力を出力する場合に
は図中のＡ２点およびＡ３点で運転する場合が最も高効
率となる。以上の説明から明らかなように、エンジンが
出力すべき動力に応じて、最も効率の良い運転条件を１
つ定めることができる。尚、図中の曲線Ａは、種々の動
力に対して定められた最も最も効率の良くなる運転条件
を結んで得られた曲線であり、このような曲線は動作曲
線と呼ばれる。

【００５５】図４のステップＳ１０８の処理では、ステ
ップＳ１０６で算出した要求動力Ｐｅに対応する運転条
件を動作曲線上で見い出すことによって、燃料消費効率
が最も高くなるようなエンジンの運転条件を設定する。
具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１６０に内蔵されたＲ
ＡＭには、発生すべき動力に対して動作曲線上の運転条
件（エンジン回転速度、発生トルクの組み合わせ）が予
め記憶されており、ＲＡＭを参照することによって、エ
ンジンの回転速度、発生トルクを設定する。

【００５６】エンジン１１０の運転条件を設定すると、
ハイブリッドＥＣＵ１６０は、続いてモータ・ジェネレ
ータ１２０およびモータ・ジェネレータ１３０のそれぞ
れについて、発生トルクおよび回転速度の指令値を設定
する（ステップＳ１１０）。すなわち、リングギア軸１
４７の回転速度Ｎｒは先に検出されているので、エンジ
ン１１０の回転速度Ｎｅと発生トルクＴｅとが定まる
と、前述した式（１）からモータ・ジェネレータ１２０
の回転速度Ｎｓを算出することができる。また、それぞ
れのモータ・ジェネレータ１２０，１３０の発生トルク
の指令値は、前述した式（２）ないし式（４）に基づい
て算出することができる。

【００５７】こうして、エンジンの運転条件、およびモ
ータ・ジェネレータ１２０，１３０の運転条件（すなわ
ち、発生トルクと回転速度）を設定したら、これら運転
条件を修正する処理を行う（ステップＳ１１２）。すな
わち、本実施例の排気ガス浄化装置では、浄化触媒２０
０を用いて排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を捕集し、捕
集した微粒子を酸化することによって排気ガスを浄化し
ているが、浄化触媒２００上に多量の微粒子が堆積した
場合には、エンジン１１０の運転条件を変更することに
よって微粒子の酸化反応を促進させることが可能であ
る。そこで、ステップＳ１１２においては、浄化触媒２
００上に堆積している含炭素浮遊微粒子の酸化を促進さ
せる必要があるか否かを、微粒子の堆積量に基づいて判
断し、酸化を促進させる必要があると判断した場合に
は、エンジン１１０、モータ・ジェネレータ１２０，１
３０の運転条件を修正する処理を行う。かかる処理の詳
細については後述する。

【００５８】以上のようにしてエンジン１１０の運転条
件と、２つのモータ・ジェネレータ１２０，１３０につ
いての発生トルクおよび回転速度の指令値を決定した
ら、決定した運転条件に従ってエンジン１１０およびモ
ータ・ジェネレータ１２０，モータ・ジェネレータ１３
０を制御する（ステップＳ１１４）。モータ・ジェネレ
ータの制御としては、同期モータについての周知の方法
を適用することができる。本実施例では、いわゆる比例
積分制御による制御を実行している。つまり、各モータ
の現在のトルクを検出し、目標トルクとの偏差および目
標回転数に基づいて、各相に印加する電圧指令値を設定
する。印加される電圧値は上記偏差の比例項、積分項、
累積項によって設定される。それぞれの項にかかる比例
係数は実験などにより適切な値が設定される。こうして
設定された電圧は、インバータ１５２，１５４に入力さ
れ、いわゆるＰＷＭ制御により各モータ・ジェネレータ
に印加される。

【００５９】ハイブリッドＥＣＵ１６０は、以上に説明
した運転制御ルーチンを定期的に実行する。その結果、
運転者の操作に応じてハイブリッド車両を適切に運転す
ることが可能となっている。

【００６０】Ｂ−３．浄化触媒の概要：図６は、排気通
路１８０に設けられた浄化触媒２００の構造を示す説明
図である。図６（ａ）は、浄化触媒２００を排気ガスが
流入する側から見た正面図であり、図６（ｂ）は浄化触
媒２００の側断面図である。図示するように、浄化触媒
２００は、いわゆるハニカム構造をしたコージライト製
のセラミックスフィルタであり、フィルタ上に塗布され
たアルミナなどの基材に、白金系の貴金属触媒（例えば
白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈなどを活性元
素とする触媒）が担持されている。ハニカム構造の内部
には、排気ガスが通過する多数の通路２０２が形成され
ており、これら通路の上流側あるいは下流側の一端に
は、図示するように互い違いに目止め２０４が設けられ
ている。図６では、目止め２０４はハッチングを付して
示している。

【００６１】以下、こうした浄化触媒２００が、排気ガ
ス中の含炭素浮遊微粒子を捕集する様子について説明す
る。排気ガスが図６（ｂ）の左側から流れてくると、上
流側に目止め２０４が設けられていない通路２０２か
ら、浄化触媒２００内に流入する。しかし、その通路の
下流側は目止め２０４で閉塞されているので、図６
（ｂ）に矢印で示すように、通路２０２の隔壁２０６を
通って、下流側に目止め２０４のされていない通路２０
２に抜けて行く。コージライトは焼成時に内部に多孔質
構造が形成されており、排気ガスが隔壁２０６内の多孔
質構造を通過する際に、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子
などが捕集される。白金系の貴金属触媒は強い酸化活性
を有することから、浄化触媒２００がある程度の温度に
達していれば、担持された貴金属触媒に働きにより、捕
集された微粒子を酸化して排気ガスを浄化することがで
きる。

【００６２】もっとも、エンジン１１０の運転条件によ
っては、浄化触媒２００上に含炭素浮遊微粒子が堆積し
てしまうことがある。例えばエンジン１１０が、排気ガ
ス温度が低い条件で長時間運転された場合などには、浄
化触媒２００の温度が次第に低下するといった理由か
ら、含炭素微粒子を速やかに酸化させることが困難とな
る場合があり、捕集した微粒子が浄化触媒２００上に堆
積してしまうことが起こり得る。このような場合には、
堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させるべく、以
下に説明するように、エンジン１１０の運転条件を適切
な運転条件に修正し、これにあわせてモータ・ジェネレ
ータ１２０，１３０の運転条件を修正する処理を行う。

【００６３】Ｃ．第１実施例： Ｃ−１．第１実施例の運転条件修正処理：以下、第１実
施例の排気ガス浄化装置において、浄化触媒２００上に
堆積した含炭素浮遊微粒子の堆積量に応じて、微粒子の
酸化を促進すべくエンジンやモータ・ジェネレータの運
転条件を修正する処理について説明する。かかる処理
は、図４に示した運転制御ルーチン中のステップＳ１１
２において実行される処理である。

【００６４】図７は、第１実施例の運転条件修正処理の
流れを示すフローチャートである。運転条件修正処理を
開始すると、先ず初めに、浄化触媒２００の前後差圧ｄ
Ｐを検出する（ステップＳ２００）。図２を用いて説明
したように、浄化触媒２００の上流側および下流側には
圧力センサ１８２，１８４がそれぞれ設けられているの
で、ハイブリッドＥＣＵ１６０はこれらセンサの出力に
基づいて、浄化触媒２００の前後差圧ｄＰを検出する。

【００６５】浄化触媒２００前後での差圧ｄＰを検出し
たら、酸化促進制御中か否か、すなわち、浄化触媒２０
０上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させるた
めの制御を行っているか否かを判断する（ステップＳ２
０２）。ハイブリッドＥＣＵ１６０に内蔵されたＲＡＭ
の所定アドレスには、エンジンの制御モードを示すデー
タが格納されており、かかるデータを参照することによ
って、酸化促進制御中か否かを容易に判断することがで
きる。

【００６６】図８は、エンジンの制御モードを示すデー
タのデータ構造を概念的に示した説明図である。図８
（ａ）に示すように、アドレスには１バイト（８ビッ
ト）分のメモリが割り当てられていて、各ビットがそれ
ぞれの制御モードを示している。

【００６７】図８（ｂ）は各ビットと制御モードとの対
応関係を示した説明図である。先頭にあるビット（最上
位ビット）にはフラグＦｎが割り当てられている。この
フラグＦｎが「ＯＮ」すなわち高電圧状態であること
は、エンジンが通常の運転条件、すなわち燃料消費効率
ができるだけ高くなるような運転条件で制御されている
ことを意味している。次のビットにはフラグＦb が割り
当てられている。このフラグＦb が「ＯＮ」であること
は、浄化触媒２００上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸
化を促進する制御を行うことを意味している。通常、フ
ラグＦb が「ＯＮ」になると、フラグＦｎは「ＯＦＦ」
すなわち低電圧状態に切り換えられる。フラグＦb に続
く５ビットは予備のフラグ用のビットである。最下位の
ビットにはフラグＦL が割り当てられている。フラグＦ
L が「ＯＮ」であることは、浄化触媒２００に流入する
排気ガス中の酸素濃度を増加させる制御を行うことを意
味している。

【００６８】図７に示す運転条件修正処理中のステップ
Ｓ２０２において、酸化促進制御中であるか否かは、図
８に示したフラグＦb が「ＯＮ」になっているか否かに
着目して行う。フラグＦb が「ＯＦＦ」である場合は、
酸化促進制御中ではないと判断して（ステップＳ２０
２：ｎｏ）、ステップＳ２００で検出した浄化触媒２０
０の前後差圧ｄＰと所定の第１の閾値ｔｈ1 との大小関
係を比較する（ステップＳ２０４）。触媒の前後差圧ｄ
Ｐが第１の閾値ｔｈ1 よりも大きい場合は（ステップＳ
２０４：ｙｅｓ）、浄化触媒２００上に含炭素浮遊微粒
子が堆積していると考えられるので、堆積した微粒子の
酸化を促進させる制御を行うものと判断して、通常運転
制御を行うことを示すフラグＦｎを「ＯＦＦ」に、酸化
促進制御を行うことを示すフラグＦb を「ＯＮ」にそれ
ぞれ設定した後（ステップＳ２０６）、タイマを「Ｏ
Ｎ」にする（ステップＳ２０８）。

【００６９】タイマは、ハイブリッドＥＣＵ１６０に内
蔵されており、時間ＴL と時間Ｔｓとを交互に計時し
て、パルスを出力するように構成されている。より詳し
くは、タイマが「ＯＮ」にされてから時間ＴL が経過し
た時点でパルスを出力し、パルスを出力してから時間Ｔ
ｓが経過すると、再びパルスを出力する。２回目のパル
スを出力すると、続いて時間ＴL の経過後にパルスを出
力し、更に時間Ｔｓの経過後にパルスを出力する。こう
して、タイマが「ＯＦＦ」になるまで、交互に時間ＴL
、時間Ｔｓが経過する度にパルスを出力する。

【００７０】こうしてタイマが出力するパルスに合わせ
て、フラグＦL は「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とを交互に繰り
返す。より詳しくは、タイマが「ＯＮ」に設定されると
同時にフラグＦL が「ＯＮ」に設定され、時間ＴL が経
過してタイマからパルスが出力されると、このパルスを
受けてフラグＦL が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り換わ
る。次いで、時間Ｔｓ経過後に再びタイマがパルスを出
力すると、このパルスを受けてフラグＦL が「ＯＦＦ」
から「ＯＮ」に切り換わる。以降、タイマが「ＯＦＦ」
にされるまで、タイマからパルスが出力される度に、フ
ラグＦL は「ＯＮ」の状態と「ＯＦＦ」の状態とを繰り
返す。

【００７１】こうしてタイマを「ＯＮ」にすると、ハイ
ブリッドＥＣＵ１６０はフラグＦLが「ＯＮ」に設定さ
れているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。フラ
グＦL が「ＯＮ」に設定されている場合は、排気ガス中
の酸素濃度を増加させて浄化触媒２００上に堆積した含
炭素浮遊微粒子の酸化を促進する制御を行うべく、エン
ジン１１０の燃料噴射量およびＥＧＲ弁開度を所定量だ
け減少させる制御を行う（ステップＳ２１２）。燃料噴
射量を減少させれば、エンジン１１０の燃焼室内で燃焼
に使用される酸素量が減少するので、その分だけ排気ガ
ス中の酸素濃度を増加させることができる。また、ＥＧ
Ｒ弁開度を閉じることによりＥＧＲ量を減少させれば、
その分だけ燃焼室内に吸入される空気量が増加し、その
結果として排気ガス中の酸素濃度を増加させることがで
きる。燃料噴射量、ＥＧＲ弁開度の減少量は、エンジン
の運転条件に応じた適切な値が実験的な手法によって求
められ、ハイブリッドＥＣＵ１６０内のＲＡＭにマップ
の形で記憶されている。尚、本実施例では排気ガス中の
酸素濃度を増加させるために、燃料噴射量およびＥＧＲ
弁開度をいずれも減少させているが、もちろんいずれか
一方のみを減少させても構わない。

【００７２】燃料噴射量およびＥＧＲ弁開度を減少させ
たら、今度はモータ・ジェネレータ１２０，１３０の運
転条件を修正する処理を行う（ステップＳ２１４）。す
なわち、ステップＳ２１２において、燃料噴射量および
ＥＧＲ弁開度を減少させると、エンジン１１０から出力
される動力は、図４の運転制御ルーチン中で先に設定さ
れた要求動力Ｐｅとは異なってしまうので、この違いを
打ち消すべく、モータ・ジェネレータ１２０，１３０の
出力トルクおよび回転速度を修正するのである。燃料噴
射量、ＥＧＲ弁開度を減少したときに、エンジン１１０
の出力する動力がどの程度変化するかは、実験的な手法
によって予め調べておくことができるので、モータ・ジ
ェネレータ１２０，１３０の修正量も実験的に予め求め
ておくことができる。ハイブリッドＥＣＵ１６０のＲＡ
Ｍには、こうして予め求めておいたモータ・ジェネレー
タの修正量が、エンジン運転条件に対するマップの形式
で予め記憶されており、ステップＳ２１４では、マップ
に記憶された値を読み出すことで、モータ・ジェネレー
タの運転条件を修正する。

【００７３】一方、ステップＳ２１０において、フラグ
ＦL が「ＯＮ」となっていない場合には（ステップＳ２
１０：ｎｏ）、エンジンの運転条件を修正する処理（ス
テップＳ２１２）および、これに伴ってモータ・ジェネ
レータの運転条件を修正する処理（ステップＳ２１４）
を行うことなく、運転条件修正処理を終了して、図４に
示した運転制御ルーチンに復帰する。

【００７４】また、ステップＳ２０４において「ｎｏ」
と判断された場合、すなわち、堆積した微粒子の酸化促
進制御を行っておらず、且つ、浄化触媒２００の前後差
圧ｄＰが第１の閾値ｔｈ1 より小さい場合は、浄化触媒
２００では捕集された含炭素浮遊微粒子が正常に酸化さ
れており、触媒上の微粒子の酸化を促進させる処理は不
要であると考えられる。そこで、この場合は、エンジン
やモータ・ジェネレータの運転条件を修正することな
く、そのまま運転条件修正処理を終了する。

【００７５】一方、ステップＳ２０２において、酸化促
進制御中であると判断された場合は（ステップＳ２０
２：ｙｅｓ）、ステップＳ２００で先に検出した浄化触
媒２００の前後差圧ｄＰの値と、所定の第２の閾値ｔｈ
2 との大小関係を判断する（ステップＳ２１６）。ここ
で第２の閾値ｔｈ2 は、前述の第１の閾値ｔｈ1 よりも
小さな値に設定されている。この理由については後述す
る。

【００７６】浄化触媒２００の前後差圧ｄＰが第２の閾
値ｔｈ2 よりも小さい場合（ステップＳ２１６：ｙｅ
ｓ）、すなわち、酸化促進制御中であるが触媒の前後差
圧ｄＰが閾値ｔｈ2 よりも小さくなっている場合は、浄
化触媒２００上に堆積していた含炭素浮遊微粒子の酸化
が促進された結果、堆積した微粒子が浄化されたものと
考えられる。そこで、酸化促進制御を行うことを意味す
るフラグＦb を「ＯＦＦ」に、また通常の運転制御を行
うことを意味するフラグＦｎを「ＯＮ」に設定するとと
もに（ステップＳ２１８）、タイマを「ＯＦＦ」に設定
した後（ステップＳ２２０）、運転条件修正処理を終了
して、図４に示した運転制御ルーチンに復帰する。

【００７７】これに対して、ステップＳ２１６で「ｎ
ｏ」と判断された場合、すなわち、酸化促進制御中であ
るが、触媒の前後差圧ｄＰが未だ第２の閾値ｔｈ2 より
も大きい場合は、そのまま酸化促進制御を継続するもの
として、排気ガス中の酸素濃度を増加させる処理を行う
ことを意味するフラグＦL が「ＯＮ」に設定されている
か否かを判断する（ステップＳ２１０）。フラグＦL が
「ＯＮ」に設定されていれば、エンジンの運転条件を修
正した後（ステップＳ２１２）、これに伴ってモータ・
ジェネレータの運転条件を修正する（ステップＳ２１
４）。フラグＦL が「ＯＮ」に設定されていない場合
は、エンジンの運転条件およびモータ・ジェネレータの
運転条件を修正することなく運転条件修正処理を抜け
て、図４に示した運転制御ルーチンに復帰する。

【００７８】ここで、第２の閾値ｔｈ2 が第１の閾値ｔ
ｈ1 よりも小さな値に設定されている理由について説明
する。図７に示した運転条件修正処理の説明から明らか
なように、第１の閾値ｔｈ1 は、酸化促進制御を開始す
るための判断に使用される閾値であり、第２の閾値ｔｈ
2 は、酸化促進制御を終了するための判断に使用される
閾値である。仮に、第２の閾値ｔｈ2 を第１の閾値ｔｈ
1 と同じ値に設定した場合、浄化触媒２００の前後差圧
ｄＰが閾値ｔｈ1 より僅かに小さくなっただけで酸化促
進制御を終了してしまうので、前後差圧が少しでも増加
すると再び酸化促進制御を開始することになる。従っ
て、酸化促進制御の開始と終了とを頻繁に繰り返すこと
となって、エンジン１１０の運転状態が不安定となって
しまう場合が起こり得る。このような事態の発生を回避
するため、酸化促進制御を開始したら、浄化触媒２００
の前後差圧の値が、酸化促進制御の開始を判断するため
に使用する第１の閾値ｔｈ1 よりも小さな第２の閾値ｔ
ｈ2 以下の値となるまで、酸化促進制御を継続し、触媒
の前後差圧ｄＰが第２の閾値ｔｈ2 より小さくなって初
めて酸化促進制御を終了することとしているのである。

【００７９】尚、以上の説明では、浄化触媒２００の上
流側の圧力センサ１８２および下流側の圧力センサ１８
４の出力から触媒の前後差圧ｄＰを検出し、前後差圧ｄ
Ｐに基づいて浄化触媒２００上に堆積している微粒子量
を検出することとした。もちろん、これに限らず、浄化
触媒２００の上流側で検出して排気通路内圧力から、含
炭素浮遊微粒子の堆積量を検出することとしても良い。
すなわち、浄化触媒２００上に微粒子が堆積して触媒の
通気抵抗が増加すると、それに伴って触媒上流側の排気
通路内圧力も増加することから、エンジン運転条件に対
応付けて予め定めておいた閾値と、浄化触媒の上流側で
検出した排気管内圧力とを比較して、排気通路内圧力が
閾値より高い場合には、浄化触媒２００上に含炭素浮遊
微粒子が堆積していると判断してもよい。このような方
法を用いれば、浄化触媒２００の上流側にのみ圧力セン
サ１８２を設けるだけで、含炭素浮遊微粒子の堆積量を
検出することが可能となる。

【００８０】以上に説明したように、浄化触媒２００に
堆積した含炭素浮遊微粒子の堆積量に応じて、浄化触媒
上での微粒子の酸化を促進させる否かを判断し、促進さ
せる場合には、排気ガス中の酸素濃度を増加させるべく
エンジン１１０の運転条件を修正し（ステップＳ２１
２）、それに伴う出力の変動を打ち消すようにモータ・
ジェネレータ１２０，１３０の運転条件を修正した後
（ステップＳ２１４）、運転条件修正処理を抜けて図４
に示した運転制御ルーチンに復帰する。運転制御ルーチ
ンのステップＳ１１４では、こうして設定された運転条
件となるように、エンジンおよびモータ・ジェネレータ
の制御が実行される。

【００８１】図９は、エンジン１１０の運転中に、時間
の経過とともに浄化触媒２００上に含炭素浮遊微粒子が
堆積し、これに応じて、エンジン１１０の運転状態が切
り変わる様子を概念的に示した説明図である。図９の最
下段には浄化触媒２００の前後差圧ｄＰが示されてい
る。図示されているように、触媒前後差圧ｄＰは、初め
は第１の閾値ｔｈ1 よりも小さく、各フラグの設定状態
は、フラグＦｎが「ＯＮ」に、フラグＦb が「ＯＦＦ」
に設定されている。このことに対応して、エンジン１１
０は通常の運転条件、すなわち燃料消費効率ができるだ
け高くなるような運転条件に制御されている。エンジン
１１０を運転していると、浄化触媒２００上に次第に含
炭素浮遊微粒子が堆積していき、これに伴って触媒の前
後差圧ｄＰも増加していく。こうして時刻Ｔ１に達した
時点で、前後差圧ｄＰが第１の閾値ｔｈ1 を越えると、
ハイブリッドＥＣＵ１６０は、浄化触媒２００上に堆積
した微粒子の酸化を促進させるものと判断して、酸化促
進制御を行うことを意味するフラグＦb を「ＯＮ」に、
通常の運転制御を行うことを意味するフラグＦｎを「Ｏ
ＦＦ」にするとともに、ハイブリッドＥＣＵ１６０に内
蔵されているタイマを「ＯＮ」にする（図７参照）。

【００８２】タイマが「ＯＮ」になると、フラグＦL は
一定間隔で「ＯＮ」の状態と「ＯＦＦ」の状態とを繰り
返す。フラグＦL が「ＯＮ」になっている間は、エンジ
ン１１０の燃料噴射量およびＥＧＲ弁開度は、燃料消費
効率ができるだけ高くなるような条件よりも所定量だけ
少ない条件に設定される。その結果、排気ガス中の酸素
濃度が増加して、浄化触媒２００上での含炭素浮遊微粒
子の酸化が促進される。また、フラグＦL が「ＯＦＦ」
になっている間は、エンジン１１０は燃料消費効率がで
きるだけ高くなる条件で運転されるように制御される。

【００８３】排気ガス中の酸素濃度を増加させれば、浄
化触媒２００上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促
進させることができる。この理由を、図１０を参照しな
がら説明する。図１０は、酸素濃度と酸化反応速度定数
との関係を概念的に示す説明図である。一般に、化学反
応の速度は反応速度定数によって表すことができ、化学
反応の速度が速くなるほど、反応速度定数は大きな値と
なる。図１０に示すように、反応に関与する酸素濃度が
高くなるほど、酸化反応速度定数は大きくなるので、と
りもなおさず、浄化触媒２００上に堆積した含炭素浮遊
微粒子の酸化が促進されることになる。

【００８４】本実施例の排気ガス浄化装置では、フラグ
ＦL が「ＯＮ」に設定されている期間だけ、排気ガス中
の酸素濃度を増加させる。その結果、図９に示すよう
に、フラグＦL が「ＯＮ」になる度に、浄化触媒２００
上に堆積した微粒子の酸化が促進されて、触媒の前後差
圧ｄＰが段階的に減少していく。このように、フラグＦ
L が切り変わるタイミングでエンジン１１０の運転条件
を切り換えると、それに伴ってエンジン１１０の出力は
変動するが、前述したようにモータ・ジェネレータ１２
０，１３０が適切に制御されて、エンジンの出力変動が
打ち消され、ハイブリッド車両の車軸１７０からは常に
安定した動力が出力されている。

【００８５】こうして、排気ガス中の酸素濃度を間欠的
に増加させながら、触媒上に堆積している含炭素浮遊微
粒子の酸化を促進させていると、ついには時刻Ｔ２に達
した時点で浄化触媒前後の差圧ｄＰが第２の閾値ｔｈ2
よりも小さくなる。これは、堆積していた含炭素浮遊微
粒子の酸化が促進されて、微粒子が浄化されたものと考
えることができる。そこで、酸化促進制御を行うことを
示すフラグＦb を「ＯＦＦ」にするとともに、通常の運
転制御を行うことを意味するフラグＦｎを「ＯＮ」にす
る。また、タイマを「ＯＦＦ」に設定して、酸化促進制
御を終了する。

【００８６】上述した酸化促進制御によれば、例え、エ
ンジン１１０の排気ガス温度が低い条件で長時間運転さ
れるなど、何らかの原因で浄化触媒２００上に含炭素浮
遊微粒子が堆積した場合でも、浄化触媒２００に流入す
る排気ガス中の酸素濃度を増加させて、堆積した微粒子
の酸化を促進させることができる。このため、浄化触媒
２００上に多量の含炭素浮遊微粒子が堆積して触媒の機
能が阻害されることを未然に回避することができ、排気
ガス中の含炭素浮遊微粒子を、常に適切に浄化すること
が可能となる。加えて、酸化促進制御を行うことによる
エンジン１１０の出力変動を、モータ・ジェネレータ１
２０，１３０を適切に制御することによって打ち消すこ
とができるので、ハイブリッド車両の車軸１７０からは
常に安定した動力を出力することができる。このため、
車両の運転者に、何ら違和感を与えることなく、浄化触
媒上に堆積した含炭素浮遊微粒子を処理することが可能
となる。

【００８７】また、上述した酸化促進制御では、浄化触
媒２００上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進さ
せるために、フラグＦL が「ＯＮ」になるのに合わせ
て、排気ガス中の酸素濃度を間欠的に短時間だけ増加さ
せている。こうして酸素濃度をパルス的に増加させれ
ば、酸化促進制御によって、浄化触媒２００の温度が過
度に上昇して触媒が熱劣化することがない。すなわち、
通常、含炭素浮遊微粒子が酸化すると、酸化に伴って発
生する熱で浄化触媒２００の温度が上昇し、酸化反応が
一層促進されて更に触媒温度が上昇する結果、浄化触媒
が過昇温状態となって、触媒が熱劣化してしまうことが
起こり得る。これに対して、酸素濃度を間欠的に短時間
だけ増加させることとすれば、酸素濃度が高く酸化が促
進されている期間は短期間しか連続しないので、過昇温
状態となることがなく、浄化触媒２００が熱劣化するお
それがない。

【００８８】尚、ここでは、排気ガスの酸素濃度をパル
ス的に増加させるものとしたが、必ずしもこれに限定さ
れるものではなく、酸化促進制御中、すなわちフラグＦ
b が「ＯＮ」になっている間、排気ガス中の酸素濃度を
通常運転制御中よりも少しだけ増加させることで、触媒
上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させること
も可能である。酸素濃度を少しだけ増加させる程度であ
れば、酸素濃度が制約となるため、含炭素浮遊微粒子の
酸化が過度に促進されることがないので、浄化触媒が過
昇温して熱劣化するおそれはない。こうして排気ガス中
の酸素濃度を連続して増加させる方法では、フラグＦb
が「ＯＮ」になっている間にエンジン１１０の運転条件
が切り換わることはないので、それだけエンジンを安定
した状態で運転することが可能になるという利点があ
る。これに対して、酸素濃度をパルス的に増加させる方
法では、酸化を促進させるために酸素濃度を増加させる
増加量が多少多くなっても、酸素濃度の高い状態が短時
間しか持続されないので、浄化触媒２００が過昇温状態
となることがない。換言すれば、堆積した微粒子の酸化
を促進させるために増加させる酸素濃度を精度よく管理
する必要がないので、その分だけ制御内容を簡素なもの
とすることが可能になる。

【００８９】Ｄ．第２実施例： Ｄ−１．装置構成：エンジン１１０の排気ガス中には大
気汚染物質として、含炭素浮遊微粒子に加えて窒素酸化
物も含まれている。そこで、含炭素浮遊微粒子と窒素酸
化物とを同時に浄化すべく、活性酸素放出剤が担持され
た浄化触媒を用いることもできる。以下では、こうした
第２実施例の排気ガス浄化装置について説明する。

【００９０】第２実施例の浄化触媒３００は、図６に示
した第１実施例の浄化触媒２００に対して、貴金属触媒
に加えて活性酸素放出剤が担持されている部分が大きく
異なっている。活性酸素放出剤としては、カリウムＫな
どのアルカリ金属類や、バリウムＢａなどのアルカリ土
類金属などを用いることができる。後述するように、貴
金属触媒に加えて活性酸素放出剤が担持された浄化触媒
３００は、排気ガス中に過剰な酸素が含まれている場合
には、過剰な酸素とともに窒素酸化物を取り込み、排気
ガス中の酸素濃度が低下すると、取り込んだ窒素酸化物
を分解し、同時に発生する活性酸素を用いて含炭素浮遊
微粒子を酸化する。このような浄化触媒を用いれば、排
気ガス中の含炭素浮遊微粒子と窒素酸化物とを同時に浄
化することが可能である。以下、図１１を参照しなが
ら、第２実施例の浄化触媒３００が、排気ガス中の含炭
素浮遊微粒子と窒素酸化物とを同時に浄化するメカニズ
ムについて説明する。

【００９１】図１１は、浄化触媒３００の内部に形成さ
れた多孔質構造の表面を拡大して示した概念図である。
浄化触媒３００内部に形成された細孔の表面には、カリ
ウムＫやバリウムＢａなどの活性酸素放出剤３５０と、
白金ＰｔやパラジウムＰｄなどの白金系貴金属触媒３５
２とが担持されている。貴金属触媒３５２は粒径が１μ
ｍ以下の微粒子状で活性酸素放出剤３５０の上に均一に
分布した状態で担持されている。

【００９２】図１１（ａ）は、排気ガス中に過剰な酸素
が含まれている場合を示している。排気ガス中には、燃
焼によって生じる窒素酸化物が含まれている。窒素酸化
物はほとんどが一酸化窒素ＮＯの状態で含まれているの
で、図１１では窒素酸化物を一酸化窒素ＮＯとして表示
している。一酸化窒素ＮＯは極性分子であることから、
排気ガス中のＮＯは速やかに白金Ｐｔなどの貴金属触媒
３５２上に吸着する。Ｐｔなど貴金属触媒３５２は強い
酸化活性を有しているため、ＮＯは貴金属触媒上で排気
ガス中の酸素と反応し、亜硝酸イオンＮＯ2^-を経由して
硝酸イオンＮＯ3^-となり、硝酸塩の形で活性酸素放出剤
３５０に取り込まれる。もちろん、一部は亜硝酸イオン
ＮＯ2^-のまま亜硝酸塩の形で取り込まれる場合もある。
貴金属触媒上の硝酸イオンＮＯ3^-、あるいは亜硝酸イオ
ンＮＯ2^-は、いわゆる「スピルオーバ」と呼ばれる現象
によって活性酸素放出剤３５０まで移動する。「スピル
オーバ現象」とは、触媒上で吸着分子が活発に動き回る
現象である。触媒上では、Ｐｔなどの貴金属微粒子はで
きるだけ均一に分散させているとはいえ、分子レベルで
言えば局在していることに変わりはないが、スピルオー
バ現象によって吸着分子が表面を活発に移動し得るため
に、表面全体が触媒として機能しているものと考えられ
ている。このように、排ガス中に酸素が過剰に存在して
いる条件では、ＮＯがＰｔ等の貴金属触媒上で酸化さ
れ、スピルオーバ現象によって活性酸素放出剤３５０ま
で運ばれて、硝酸塩あるいは亜硝酸塩の形で過剰酸素と
ともに蓄えられる。

【００９３】図１１（ｂ）は、排気ガス中の酸素濃度が
低下した場合に、活性酸素放出剤３５０が蓄えた酸素を
活性酸素として放出する様子を概念的に示した説明図で
ある。排気ガス中には、炭化水素系化合物や一酸化炭素
などの還元物質が含まれている。ススなどの含炭素浮遊
微粒子も還元物質として作用する。図１１（ｂ）では、
炭化水素系化合物をＨＣと表示し、ススなどの含炭素浮
遊微粒子は炭素を表すＣで模式的に表示している。前述
したようにＰｔ等の貴金属触媒３５２は強い酸化活性を
有しているので、排気ガス中に酸素が存在すれば、これ
ら還元物質を酸化して、二酸化炭素ＣＯ2 や水などの無
害な物質に変換することができる。

【００９４】ところが、排気ガス中の酸素濃度が低下し
て、還元物質に見合う分量の酸素が存在していない場合
には、図１１（ｂ）に示すように、Ｐｔ等の貴金属触媒
３５２は活性酸素放出剤３５０に蓄えておいた硝酸イオ
ン（あるいは亜硝酸イオン）を分解し、発生した活性酸
素を用いて還元物質を酸化する。図１１（ｂ）を参照し
ながら、かかる現象について説明する。活性酸素放出剤
３５０に蓄えられていた硝酸イオン（あるいは亜硝酸イ
オン）は、スピルオーバ現象によってＰｔ上に移動す
る。Ｐｔ上では、硝酸イオンの電子雲がＰｔ側に吸い寄
せられて偏在する結果、硝酸イオン（あるいは亜硝酸イ
オン）の窒素原子と酸素原子との間の化学結合が切れ易
い状態になっている。図１１（ｂ）において、硝酸イオ
ンを「Ｎ＋３・Ｏ」と表示しているのは、窒素原子と酸
素原子との間の結合が切れ易くなっている様子を模式的
に表示したものである。このような状態に還元物質が作
用すると、窒素原子と酸素原子との結合が切断されて活
性酸素が発生する。活性酸素は極めて反応性に富んだ物
質であり、排気ガス中の炭化水素系化合物、一酸化炭素
や、ススなどの含炭素浮遊微粒子などと速やかに反応し
て、これらを二酸化炭素ＣＯ2 や水などに変換すること
ができる。

【００９５】活性酸素放出剤３５０は、硝酸イオンを分
解する際だけでなく、排気ガス中の一酸化窒素ＮＯを取
り込む際にも活性酸素を放出する。かかるメカニズム
は、次のようなものであると考えられる。活性酸素放出
剤３５０は排気ガスによって高温に加熱されるため、通
常は二酸化炭素ＣＯ2 と結合して炭酸塩の状態になって
いると考えられる。一酸化窒素ＮＯが活性酸素放出剤３
５０に蓄積される際には、炭酸イオンＣＯ3^-が二酸化炭
素ＣＯ2 と活性酸素とに分解され、この結果、活性酸素
が放出されるものと考えられる。

【００９６】このように、活性酸素放出剤が担持された
浄化触媒３００は、排気ガス中に酸素が過剰に存在して
いる条件では排気ガス中の窒素酸化物ＮＯx を取り込
み、酸素濃度が低下すると、無害な窒素などに分解して
浄化する。いずれの条件においても活性酸素を放出し、
この活性酸素を利用することで、浄化触媒３００上に捕
集した含炭素浮遊微粒子を速やかに酸化させることがで
きる。

【００９７】Ｄ−２．第２実施例の運転条件修正処理：
以下、第１実施例の排気ガス浄化装置において、浄化触
媒３００上に堆積した含炭素浮遊微粒子の堆積量に応じ
て、微粒子の酸化を促進すべくエンジンやモータ・ジェ
ネレータの運転条件を修正する処理について説明する。
かかる処理も、第１実施例の運転条件修正処理と同様
に、図４に示した運転制御ルーチン中のステップＳ１１
２において実行される処理である。

【００９８】図１２および図１３は、第２実施例におけ
る運転条件修正処理の流れを示すフローチャートであ
る。図１２は処理の前半部分を、図１３は処理の後半部
分を示しており、特に図１３に示した後半部分の処理
は、図７に示した第１実施例の処理と実質的に同様の処
理である。これらの処理も、ハイブリッドＥＣＵ１６０
に内蔵されたＣＰＵによって実行される。以下、図１
２、図１３に従って説明する。

【００９９】図１２に示すように、第２実施例の運転条
件修正処理を開始すると、先ず初めに、浄化触媒３００
に流入する排気ガスの温度、および触媒から流出する排
気ガスの温度を検出する（ステップＳ３００）。浄化触
媒３００に流入する排気ガス温度は、触媒の上流側と下
流側にそれぞれ設けた図示しない温度センサを用いて検
出することができる。

【０１００】こうして浄化触媒３００の上流側および下
流側での排気ガス温度を検出したら、浄化触媒３００が
活性しているか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
浄化触媒３００が活性しているか否かは、次のように、
触媒前後での排気ガスの温度差に基づいて判断すること
ができる。すなわち、前述したように、浄化触媒３００
は、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子および窒素酸化物を
触媒上で二酸化炭素や、窒素、水蒸気などの無害な物質
に分解して浄化するが、かかる反応は発熱反応であるこ
とから、浄化触媒３００を通過すると排気ガスの温度は
上昇する。このことから、浄化触媒３００の前後での排
気ガス温度を検出して、温度差が所定の閾値温度より大
きい場合は、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子などが触媒
上で活発に酸化されており、従って浄化触媒３００が活
性状態にあると判断することができる。逆に、浄化触媒
３００前後での排気ガスの温度差が、所定の閾値温度以
下である場合には、浄化触媒３００が活性していないと
判断することができる。ステップＳ３０２では、こうし
て浄化触媒３００前後での排気ガスの温度差と所定の閾
値温度とを比較することにより、浄化触媒３００の活性
状態を判断する。

【０１０１】触媒前後での温度差が閾値温度より大きい
場合は（ステップＳ３０２：ｙｅｓ）、続いて、エンジ
ン１１０のアシストが可能か否かを判断する（ステップ
Ｓ３０４）。かかる判断は次のようにして行う。前述し
たように、モータ・ジェネレータ１２０，１３０は、車
軸１７０に対して動力をやり取り可能に設けられてい
る。浄化触媒３００上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸
化促進制御を行うことでエンジン１１０の出力が変動し
た場合には、モータ・ジェネレータ１２０，１３０から
車軸１７０に動力を出力したり、あるいは動力を吸収す
ることでエンジンの出力変動を打ち消して、車軸１７０
には安定した動力を供給することができる。もっとも、
モータ・ジェネレータ１２０，１３０が出力可能な動力
にも限界があり、これらモータが最大定格付近で運転さ
れている場合には、エンジン１１０の出力の低下を補う
ことはできない。同様に、モータ・ジェネレータ１２
０，１３０が動力を吸収する場合にも、発電機としての
最大定格付近で運転されている場合には、エンジン１１
０の出力増加を吸収することはできない。そこで、ハイ
ブリッドＥＣＵ１６０は、モータ・ジェネレータ１２
０，１３０の運転条件が最大定格に対する余裕が所定量
以下しか残っていない場合は、モータによるアシストが
不可能であると判断する。逆に、最大定格に対して、ま
だ所定量以上の余裕が残っている場合は、モータによる
アシスト可能と判断するのである。

【０１０２】モータによるアシスト可能と判断した場合
は（ステップＳ３０４：ｙｅｓ）、今度は、リッチスパ
イク制御中か否かを判断する（ステップＳ３０６）。前
述したように、浄化触媒３００は排気ガス中に過剰な酸
素が存在している場合には排気ガス中の過剰酸素と窒素
酸化物とを蓄え、過剰酸素の濃度が低下すると蓄えた窒
素酸化物を分解するとともに、そのときに発生する活性
酸素を利用して、排気ガスに含まれている含炭素浮遊微
粒子を酸化させる。ここで、通常、ディーゼルエンジン
の排気ガス中には過剰酸素が含まれていることから、浄
化触媒３００を用いて、排気ガス中の窒素酸化物や含炭
素浮遊微粒子を浄化するためには、排気ガス中の過剰酸
素の濃度を意図的に低下させる必要がある。排気ガス中
の過剰酸素濃度を低下させるには、排気ガスに含まれる
還元物質、すなわち一酸化炭素や未燃燃料などの濃度を
増加させればよい。リッチスパイク制御とは、排気ガス
中に含まれるこれらの還元物質の濃度を間欠的に増加さ
せる制御である。

【０１０３】リッチスパイク制御は、種々の方法を用い
て行うことができる。例えば、排気通路１８０の浄化触
媒３００の上流側に専用の燃料噴射弁を設けておき、該
燃料噴射弁から所定量の燃料を排気ガス中に噴射するこ
ととしてもよい。また、エンジン１１０の膨張行程中、
あるいは排気行程中に燃料噴射弁１９２から燃焼室内に
所定量の燃料を噴射することとしても良い。更には、リ
ッチスパイク制御を行うときにだけ、ＥＧＲ量を大幅に
増加させることとしてもよい。ＥＧＲ量を大幅に増加さ
せれば、それに伴って吸入する空気量が減少するので、
結果的に排気ガス中の酸素濃度を減少させることができ
る。これらリッチスパイク制御を実際に行うのはエンジ
ンＥＣＵ１１２であるが、ハイブリッドＥＣＵ１６０は
リッチスパイク制御中であるか否かを常に監視してお
り、リッチスパイク制御中か否かを容易に検出すること
ができる。

【０１０４】以上のように、浄化触媒３００の触媒前後
の排気ガス温度を検出して（ステップＳ３００）、触媒
が活性中か否か（ステップＳ３０２）、モータ・ジェネ
レータによるアシストが可能な否か（ステップＳ３０
４）、リッチスパイク制御中か否か（ステップＳ３０
６）についての判断を行い、触媒が活性中であり（ステ
ップＳ３０２：ｙｅｓ）、モータによるアシストが可能
で（ステップＳ３０４：ｙｅｓ）、且つリッチスパイク
制御中でない場合（ステップＳ３０６：ｎｏ）には、図
１３に示す後半部分の処理に進む。そうでない場合、す
なわち、触媒が活性していないか（ステップＳ３０２：
ｎｏ）、モータによるアシストが可能でないか（ステッ
プＳ３０４：ｙｅｓ）、リッチスパイク制御中（ステッ
プＳ３０６：ｙｅｓ）のいずれかである場合には、運転
条件を修正することなく、そのまま運転条件修正処理を
抜けて、図４に示した運転制御ルーチンに復帰する。

【０１０５】第２実施例の運転条件修正処理の後半部分
では、第１実施例の運転条件修正処理と同様の方法によ
り、エンジンおよびモータ・ジェネレータの運転条件を
修正する処理を行う。以下、簡単に説明すると、先ず、
浄化触媒３００の前後差圧ｄＰを検出する（ステップＳ
３０８）。次いで、酸化促進制御中か否かを判断する
（ステップＳ３１０）。酸化促進制御中か否かは、ハイ
ブリッドＥＣＵ１６０に内蔵されたＲＡＭの所定アドレ
スに設定されているフラグＦb の値に基づいて容易に判
断することができる（図８参照）。

【０１０６】酸化促進制御中ではない場合は（ステップ
Ｓ３１０：ｎｏ）、触媒前後差圧ｄＰと所定の第１の閾
値ｔｈ1 との大小関係を比較して（ステップＳ３１
２）、前後差圧ｄＰが第１の閾値ｔｈ1 よりも大きけれ
ば（ステップＳ３１２：ｙｅｓ）、堆積した微粒子の酸
化を促進させる制御を行うべきと判断して、通常運転制
御を行うことを示すフラグＦｎを「ＯＦＦ」に、酸化促
進制御を行うことを示すフラグＦb を「ＯＮ」にそれぞ
れ設定した後（ステップＳ３１４）、タイマを「ＯＮ」
にする（ステップＳ３１６）。タイマは、「ＯＮ」にさ
れると周期的にパルスを出力し、このパルスに同期して
フラグＦL は「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とを繰り返す。

【０１０７】次いで、ハイブリッドＥＣＵ１６０はフラ
グＦL が「ＯＮ」に設定されているか否かを判断し（ス
テップＳ３１８）、フラグＦL が「ＯＮ」に設定されて
いる場合は、エンジン１１０の燃料噴射量およびＥＧＲ
弁開度を所定量だけ減少させた後（ステップＳ３２
０）、これによるエンジンの出力変動を打ち消すべく、
モータ・ジェネレータの運転条件を修正する（ステップ
Ｓ３２２）。一方、ステップＳ３１８において、フラグ
ＦL が「ＯＮ」となっていない場合には、エンジンの運
転条件を修正する処理（ステップＳ３２０）および、こ
れに伴ってモータ・ジェネレータの運転条件を修正する
処理（ステップＳ３２２）を行うことなく、運転条件修
正処理を終了して、図４に示した運転制御ルーチンに復
帰する。また、ステップＳ３１２において「ｎｏ」と判
断された場合、すなわち、堆積した微粒子の酸化促進制
御を行っておらず、且つ、浄化触媒３００の前後差圧ｄ
Ｐが第１の閾値ｔｈ1 より小さい場合も、エンジンやモ
ータ・ジェネレータの運転条件を修正することなく、そ
のまま運転条件修正処理を終了する。

【０１０８】一方、ステップＳ３１０において、酸化促
進制御中であると判断された場合は（ステップＳ３１
０：ｙｅｓ）、浄化触媒３００の前後差圧ｄＰの値と、
所定の第２の閾値ｔｈ2 との大小関係を判断し（ステッ
プＳ３２４）、前後差圧ｄＰの方が第２の閾値ｔｈ2 よ
りも小さい場合（ステップＳ３２４：ｙｅｓ）は、浄化
触媒３００上に堆積していた含炭素浮遊微粒子の酸化が
促進されて浄化されたものと考えられるので、フラグＦ
b を「ＯＦＦ」に、フラグＦｎを「ＯＮ」にそれぞれ設
定するとともに（ステップＳ３２６）、タイマを「ＯＦ
Ｆ」に設定して（ステップＳ３２８）、運転条件修正処
理を終了して、図４に示した運転制御ルーチンに復帰す
る。

【０１０９】これに対して、ステップＳ３２４で「ｎ
ｏ」と判断された場合、すなわち、酸化促進制御中であ
るが、触媒の前後差圧ｄＰが未だ第２の閾値ｔｈ2 より
も大きい場合は、そのまま酸化促進制御を継続するもの
として、フラグＦL が「ＯＮ」に設定されているか否か
を判断する（ステップＳ３１８）。フラグＦL が「Ｏ
Ｎ」に設定されていれば、エンジンの運転条件を修正し
た後（ステップＳ３２０）、これに伴ってモータ・ジェ
ネレータの運転条件を修正する（ステップＳ３２２）。
フラグＦL が「ＯＮ」に設定されていない場合は、エン
ジンの運転条件およびモータ・ジェネレータの運転条件
を修正することなく運転条件修正処理を抜けて、図４に
示した運転制御ルーチンに復帰する。

【０１１０】運転制御ルーチンでは、運転条件修正処理
から処理が戻されると、最終的に決定された運転条件に
従って、それぞれエンジン１１０、およびモータ・ジェ
ネレータ１２０，１３０の制御を行う（図４のステップ
Ｓ１１４）。

【０１１１】上述した第２実施例の排気ガス浄化装置に
おいては、何らかの原因で浄化触媒３００上に含炭素浮
遊微粒子が堆積した場合でも、浄化触媒３００に流入す
る排気ガス中の酸素濃度を増加させて、堆積した微粒子
の酸化を促進させることにより、排気ガス中の含炭素浮
遊微粒子を、常に安定して浄化することが可能となる。
排気ガス中の酸素濃度を増加させることに伴って、エン
ジン１１０の出力が変動する場合には、モータ・ジェネ
レータ１２０，１３０を適切に制御することによって打
ち消すことができるので、ハイブリッド車両の車軸１７
０からは常に安定した動力を出力することができる。こ
のため、車両の運転者に、何ら違和感を与えることな
く、浄化触媒上に堆積した含炭素浮遊微粒子を処理する
ことが可能となる。

【０１１２】尚、以上の説明では、浄化触媒３００が活
性しているか否かは、触媒の上流側および下流側にそれ
ぞれ設けた温度センサの出力に基づいて判断するものと
した。もちろん、浄化触媒３００が活性しているか否か
は、他の方法を用いて判断することも可能である。例え
ば、簡易的には、浄化触媒３００に流れ込む排気ガス温
度のみを検出し、排気ガス温度が所定温度以上であれば
触媒が活性していると判断しても良い。排気ガス温度が
所定温度以上になれば、ほとんどの場合、浄化触媒３０
０は活性することから、触媒に流入する排気ガス温度の
みからでも、通常の使用状態では触媒が活性しているか
否かを判断することができる。

【０１１３】あるいは、浄化触媒３００から流れ出す排
気ガス温度のみを検出し、排気ガス温度が所定温度以上
の場合に、触媒が活性していると判断しても良い。浄化
触媒３００が排気ガス中の含炭素浮遊微粒子や窒素酸化
物を活発に浄化していれば、それに伴って触媒から流出
する排気ガス温度は高温になる。このことから、触媒下
流側の排気ガス温度が所定温度以上であれば触媒が活性
していると判断するといった簡便な方法でも、通常の使
用状態では、触媒が活性しているか否かを間違いなく判
断することができる。

【０１１４】これとは逆に、排気ガス温度に加えて排気
ガス流量も考慮すれば、浄化触媒３００の活性をより正
確に判断することが可能となる。すなわち、単位時間あ
たりに浄化触媒が浄化し得る排気ガス量にも自ずから限
界があるので、排気ガス流量があまりに多くなると、含
炭素浮遊微粒子や窒素酸化物などの一部が浄化されず
に、そのまま浄化触媒３００を通過してしまい、あたか
も触媒の活性が低下したのと同様な状況となる。このよ
うに浄化触媒３００が、能力の限界に近い状況で使用さ
れている場合には、触媒上に堆積した微粒子の酸化を促
進すべく、排気ガス中の酸素濃度を増加させても、微粒
子の酸化を効果的に促進させることは困難である。そこ
で、排気ガス流量があまりに多い場合は、浄化触媒３０
０が活性していないと判断することとしても良い。浄化
触媒３００に流入する排気ガス流量は、エンジン１１０
の運転条件によって定まるので、運転条件に対応付けて
排気ガス流量を予め求めてマップとして記憶しておけ
ば、かかるマップを参照することにより、排気ガス流量
を容易に求めることができる。

【０１１５】以上、各種の実施例について説明してきた
が、本発明は上記すべての実施例に限られるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実
施することができる。

【０１１６】例えば、上述した各種実施例においては、
浄化触媒２００あるいは浄化触媒３００上の含炭素浮遊
微粒子の堆積量を、何らかの手法（例えば浄化触媒の前
後差圧に基づく手法）によって検出あるいは推定するも
のとして説明した。これに対して、もっとも簡易的に
は、次のようにすることもできる。例えば、エンジン１
１０が予め定めておいた所定時間だけ運転されたら、浄
化触媒上には某かの含炭素浮遊微粒子が堆積しているも
のと判断して、堆積した微粒子の酸化を促進する制御を
行うこととしても良い。あるいは、ハイブリッド車両の
走行距離が所定距離に達したら、浄化触媒上には某かの
微粒子が堆積していると推定して、酸化促進制御を行う
こととしてもよい。このように、浄化触媒上に堆積した
微粒子の堆積量は、触媒の通気抵抗などのように、堆積
量と直接的な因果関係のあるパラメータに基づいて推定
することに限られず、エンジンの運転時間などのよう
に、微粒子の堆積量とは直接的な因果関係は薄いが、何
らかの相関が見られるパラメータに基づいて推定するこ
ととしても構わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す概念図である。

【図２】第１実施例の排気ガス浄化装置を適用したハイ
ブリッド車両の構成を示す説明図である。

【図３】エンジンが出力する動力と２つのモータ・ジェ
ネレータで発生する動力との関係を示す共線図である。

【図４】第１実施例のハイブリッド車両の運転制御ルー
チンの流れを示すフローチャートである。

【図５】エンジンの運転条件と燃料消費効率との関係に
基づいて燃料消費効率の良い運転条件に設定する方法を
示した説明図である。

【図６】排気ガス浄化装置に設けられた浄化触媒の構造
を示す説明図である。

【図７】第１実施例の排気ガス浄化装置において運転条
件を修正する処理の流れを示すフローチャートである。

【図８】ハイブリッドＥＣＵ内に設けられた制御モード
を示すデータのデータ構造を概念的に示す説明図であ
る。

【図９】制御モードを切り換えながら、浄化触媒上に堆
積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させる様子を示し
た説明図である。

【図１０】排気ガス中の酸素濃度と酸化反応速度定数と
の関係を概念的に示した説明図である。

【図１１】第２実施例の排気ガス浄化装置に適用された
浄化触媒が、活性酸素を放出しながら含炭素浮遊微粒子
および窒素酸化物を浄化するメカニズムを概念的に示し
た説明図である。

【図１２】第２実施例の排気ガス浄化装置において運転
条件を修正する処理の前半部分を示すフローチャートで
ある。

【図１３】第２実施例の排気ガス浄化装置において運転
条件を修正する処理の後半部分を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０…排気ガス浄化装置 １２…エンジン １４…吸気管 １６…排気管 ２２…コントローラ ３０…浄化触媒 ４０…負荷 ４２…出力軸 ４４…モータ １００…ハイブリッド車両 １１０…エンジン １１２…エンジンＥＣＵ １１４…クランクシャフト １１８…クランクポジションセンサ １２０，１３０…モータ・ジェネレータ １２２…永久磁石 １２３…ロータ １２４…三相コイル １２５…ステータ １２６…レゾルバ １３０…ジェネレータ １３２…永久磁石 １３３…ロータ １３４…三相コイル １３５…ステータ １３６…レゾルバ １３８…ケース １４０…プラネタリギア １４１…サンギア軸 １４２…サンギア １４４…プラネタリピニオンギア １４６…プラネタリキャリア １４７…リングギア軸 １４８…リングギア １５０…バッテリ １５２，１５４…インバータ １５６…モータＥＣＵ １６０…ハイブリッドＥＣＵ １６２…アクセルポジションセンサ １６４…ブレーキスイッチ １６９…エアクリーナ １７０…車軸 １７２…駆動輪 １７４…チェーンベルト １８０…排気通路 １８２，１８４…圧力センサ １８６…ＥＧＲ通路 １８８…ＥＧＲ弁 １９０…吸気通路 １９２…燃料噴射弁 １９４…燃料ポンプ ２００…浄化触媒 ２０２…通路 ２０６…隔壁 ３００…浄化触媒 ３５０…活性酸素放出剤 ３５２…貴金属触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ ３Ｇ０９３ 3/24 Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｈ ３Ｇ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ 29/02 Ｄ ５Ｈ１１５ 29/02 41/04 ３５５ 41/04 ３５５ 43/00 ３０１Ｈ 43/00 ３０１ ３０１Ｎ ３０１Ｔ ３０１Ｗ 45/00 ３３０ 45/00 ３３０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ ５５０Ｒ ５５０Ｚ ５７０Ｄ ５７０ ５７０Ｊ ５７０Ｌ ５７０Ｚ Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者 浅沼 孝充 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 利岡 俊祐 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 木村 光壱 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐々木 静夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 五十嵐 幸平 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 村田 宏樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 見上 晃 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 流田 浩之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 末松 敏男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA00 BA00 BA04 GA04 GA05 GA06 GA17 GA22 3G084 AA01 BA09 BA13 BA20 DA10 EB12 FA27 FA37 3G090 AA03 BA02 CA01 CB04 DA04 DA09 DA13 EA04 3G091 AA02 AA11 AA18 AB02 AB13 BA17 CA11 CA26 CB08 DA01 DA02 DC01 EA03 EA17 EA32 FB10 GA06 GB03W GB04W GB05W GB06W HA15 HB05 3G092 AA02 AA17 AB03 AC02 BA06 CA01 DC09 EA01 EA02 EC03 FA15 FA18 HD01Z HD07X HD08Z HE06Z 3G093 AA07 AB01 BA20 DA11 DB07 EA04 FA04 FB01 FB02 3G301 HA02 HA13 JA21 JA24 LB11 MA11 ND01 NE01 NE06 PA11Z PD12Z PD14Z PE03Z PE04Z PF03Z 5H115 PA13 PG04 SE03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と電動機とを備え、該内燃機関
   が出力する動力と該電動機が出力する動力とを１の出力
   軸から同時に出力可能なハイブリッド機関の排気ガス浄
   化装置であって、 前記排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を捕集して該捕集し
   た微粒子を酸化させる浄化触媒と、 前記浄化触媒上に捕集された前記含炭素浮遊微粒子の堆
   積状況に基づいて該微粒子の酸化を促進させるか否かを
   判断する酸化促進要否判断手段と、 前記酸化を促進させる場合には、前記内燃機関の運転状
   態を変更することにより、前記浄化触媒に流入する排気
   ガス中の酸素濃度を増加させる内燃機関制御手段と、 前記内燃機関の運転状態の変更に伴って、該内燃機関が
   前記出力軸に出力する動力の変動を打ち消すように前記
   電動機の運転状態を制御する電動機制御手段とを備える
   排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関は、排気ガスの一部を排気通路から燃焼室
   に還流させる還流通路を備え、 前記内燃機関制御手段は、前記排気通路から前記燃焼室
   に還流させる排気ガス量を減少させて、前記酸素濃度を
   増加させる手段である排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関制御手段は、 前記排気ガス中の酸素濃度を間欠的に増加させる手段で
   ある排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関制御手段は、前記燃焼室内に噴射する燃料
   量を減量させて、前記排気ガス中の酸素濃度を増加させ
   る手段である排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関の出力変動を打ち消す制御が可能か否か
   を、前記電動機の最大定格に対する該電動機の運転条件
   に基づいて判断する制御可否判断手段を備え、 前記内燃機関制御手段は、前記内燃機関の出力変動を打
   ち消す制御が可能であり、且つ前記浄化触媒上に堆積し
   た含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させると判断された場
   合に、前記排気ガス中の酸素濃度を増加させる手段であ
   る排気ガス浄化装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記浄化触媒は、排気ガスに過剰な酸素が含まれている
   場合には排気ガス中の窒素酸化物とともに該過剰酸素を
   蓄積しておき、該排気ガス中の過剰酸素が減少した場合
   には、該蓄積した窒素酸化物を分解しつつ該過剰酸素を
   活性酸素として放出することにより、前記捕集した含炭
   素浮遊微粒子を酸化させる触媒である排気ガス浄化装
   置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記浄化触媒は、白金族に属する貴金属に加えて、アル
   カリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、遷移金属の
   少なくとも１つが担持された触媒である排気ガス浄化装
   置。
8. 【請求項８】 請求項６記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関制御手段は、 前記排気ガス中の過剰酸素の濃度を減少させて前記活性
   酸素を放出させる活性酸素放出制御を行う活性酸素放出
   制御手段を備えるとともに、 前記活性酸素放出制御中ではなく、且つ、前記浄化触媒
   上に堆積した含炭素浮遊微粒子の酸化を促進させると判
   断された場合に、前記排気ガス中の酸素濃度を増加させ
   る手段である排気ガス浄化装置。
9. 【請求項９】 内燃機関と電動機とを備え、該内燃機関
   が出力する動力と該電動機が出力する動力とを１の出力
   軸から同時に出力可能なハイブリッド機関に適用され
   て、該内燃機関の排気ガスを浄化する浄化方法であっ
   て、 前記排気ガス中の含炭素浮遊微粒子を浄化触媒によって
   捕集し、該捕集した微粒子を酸化させるとともに、 前記浄化触媒上に捕集された前記含炭素浮遊微粒子の堆
   積状況に基づいて該微粒子の酸化を促進させるか否かを
   判断し、 前記酸化を促進させる場合には、前記内燃機関の運転状
   態を変更することにより、前記浄化触媒に流入する排気
   ガス中の酸素濃度を増加させ、 前記内燃機関の運転状態の変更に伴って、該内燃機関が
   前記出力軸に出力する動力の変動を打ち消すように前記
   電動機の運転状態を制御する排気ガスの浄化方法。