WO2009139283A1 - 車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

　エンジンＥＣＵは、エンジンが自立回転中であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、触媒温度が予め定められた温度Ｔ（０）以上であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵量を推定するステップ（Ｓ１０４）と、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、ＮＯｘ還元処理を実行するステップ（Ｓ１０８）とを含む、プログラムを実行する。

Description

車両の制御装置および制御方法

　本発明は、窒素酸化物を還元する触媒を備えた車両の制御装置に関し、特に、車両の状態に基づく適切な時点で触媒の還元処理の実行をする技術に関する。

　従来、エンジンと回転電機とを駆動源とするハイブリッド車両が公知である。また、エンジンには、燃焼により生じる排出ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘと記載する）を浄化する触媒が設けられる。特にディーゼルエンジンにおいては、排出ガスに還元剤を供給して、排気中のＮＯｘと還元剤とを触媒上で反応させ、ＮＯｘを還元し、浄化する技術が公知である。ハイブリッド車両においてエンジンは、車両の走行中に停止と始動とが繰り返されるため、エンジンの始動直後から触媒の浄化作用が十分に機能することが必要とされる。

　このような問題に鑑みて、特開平６－１７８４０１号公報（特許文献１）は、エネルギー効率を低下させることなく、触媒コンバータの暖機を行なうハイブリッド自動車を開示する。このハイブリッド自動車は、走行用のモータと、モータに電力を供給するバッテリと、バッテリに充電する発電機と、発電機を回転駆動するエンジンと、バッテリの充電量を検出する手段と、バッテリの充電量が所定量を下回るとエンジンを始動させる手段とを備えたハイブリッド自動車において、エンジンの排気通路に排気浄化用の触媒コンバータを設け、触媒コンバータに触媒を暖める電熱ヒータを備え、モータに車両減速時にバッテリへの再充電を行なう回生発電機構を設けるとともに、エンジンが停止中でかつバッテリ充電量が予め定められた値以下になると回生発電機構の回生電流を電熱ヒータに供給する手段を備えたことを特徴とする。

　上述した公報に開示されたハイブリッド自動車によると、エンジンの始動に先立って触媒が活性化され、エンジンの始動直後から排気を効率良く浄化できる。

特開平６－１７８４０１号公報

　しかしながら、触媒に流通する排出ガスの流量の変動に合わせ還元剤を供給する場合、排出ガス中の酸素濃度をゼロにするために多量の還元剤の供給が必要となる。そのため、還元剤としてたとえば燃料を用いる場合には燃費が悪化するという問題がある。また、排出ガスの流速が大きい場合は、添加した還元剤が触媒を通過する速度も速くなるため、浄化作用が十分に機能しない可能性がある。さらに、車両の減速時等の排出ガスの流速が小さい場合には、排出ガスの温度が低いため還元処理を実行できない可能性がある。

　上述した公報においては、触媒コンバータを暖めることにより触媒を活性化しているに過ぎず、このような問題を解決することはできない。

　本発明の目的は、内燃機関において排出ガスの浄化作用が適切に機能する時点で窒素酸化物の還元処理を実行して排気浄化性能を向上する車両の制御装置および制御方法を提供することである。

　この発明のある局面に係る車両の制御装置は、内燃機関と回転電機とを駆動源とする車両の制御装置である。内燃機関は、燃料の燃焼により生じる排出ガスが流通する排気通路と、排気通路の途中に設けられ、窒素酸化物を吸蔵する触媒とを含む。この制御装置は、触媒の温度を検出する温度検出部と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、内燃機関の負荷を検出する負荷検出部と、検出された回転数および負荷が、内燃機関の自立回転数領域内の回転数および負荷であるという第１の条件と、検出された触媒の温度が、触媒に吸蔵された窒素酸化物の還元が可能な予め定められた温度以上であるという第２の条件とが成立する場合に、触媒における窒素酸化物の還元処理を実行する還元処理部とを含む。

　この発明によると、触媒の状態が、触媒に吸蔵された窒素酸化物の還元が可能な予め定められた温度以上の活性化状態であって、かつ、内燃機関の回転数および負荷が、内燃機関の自立回転数領域内の回転数および負荷である場合、触媒においては、還元雰囲気であって、かつ、流通する排出ガスの流量が窒素酸化物の還元に適切な流量である。そのため、窒素酸化物の還元処理を実行することにより、多量の窒素酸化物を浄化することができる。したがって、内燃機関において排出ガスの浄化作用が適切に機能する時点で窒素酸化物の還元処理を実行して排気浄化性能を向上する車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

　好ましくは、制御装置は、第２の条件が成立しない場合に、触媒の温度が予め定められた温度以上になるように内燃機関の出力を上昇させる、または、排出ガスの温度を上昇させるように内燃機関を制御する第１の内燃機関制御部をさらに含む。

　この発明によると、触媒温度が予め定められた温度以上になるように内燃機関の出力を上昇させる、または、排出ガスの温度を上昇させることにより、触媒を還元雰囲気にすることができる。このような状態において還元処理を実行することにより、多量の窒素酸化物を浄化することができる。

　さらに好ましくは、内燃機関は、触媒の温度を上昇させる触媒加熱装置をさらに含む。制御装置は、第２の条件が成立しない場合に、触媒の温度が予め定められた温度以上になるように触媒加熱装置を制御する加熱制御部をさらに含む。

　この発明によると、触媒温度が予め定められた温度よりも低い場合に触媒加熱装置により触媒温度を上昇させることにより、触媒を還元雰囲気にすることができる。このような状態において還元処理を実行することにより、多量の窒素酸化物を浄化することができる。

　さらに好ましくは、触媒は、排出ガス中の微粒子を捕集するフィルターを有する。制御装置は、フィルターの目詰まりの度合を検出する目詰まり検出部と、検出された目詰まりの度合に応じて窒素酸化物の浄化に適した排出ガスの流量となる内燃機関の回転数および負荷を決定する決定部と、決定された回転数と負荷とに基づいて内燃機関を制御する内燃機関制御部とをさらに含む。

　この発明によると、フィルターの目詰まりの度合に応じて決定される内燃機関の回転数および負荷になるように内燃機関を制御することにより、排出ガスの流量を、窒素酸化物の浄化に適した排出ガスの流量とすることができる。そのため、触媒が還元雰囲気であるときに還元処理を実行することにより、多量の窒素酸化物を浄化することができる。

　さらに好ましくは、制御装置は、触媒の窒素酸化物の吸蔵量を検出する吸蔵量検出部をさらに含む。還元処理部は、第１の条件および第２の条件に加えて、検出された窒素酸化物の吸蔵量が予め定められた量以上であるという第３の条件が成立する場合に、触媒における窒素酸化物の還元処理を実行する。

　この発明によると、触媒の窒素酸化物の吸蔵量が高い場合に、還元処理を実行することにより吸蔵された窒素酸化物を多量に浄化することができる。

　さらに好ましくは、内燃機関は、車両の速度が予め定められた速度以上である場合に、停止が抑制される。

　この発明によると、内燃機関は、車両の速度が予め定められた速度以上である場合に、停止が抑制されると、車両に駆動力が要求されないとき内燃機関は、自立回転状態となる。そのため、触媒が還元雰囲気であるときに還元処理を実行することにより、多量の窒素酸化物を浄化することができる。

　さらに好ましくは、内燃機関は、リーンバーンガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンのうちのいずれかである。

　この発明によると、本発明をリーンバーンガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンに適用することにより、多量の窒素酸化物を浄化することができる。

　さらに好ましくは、回転電機は、第１の回転電機である。車両は、内燃機関の動力に基づいて発電する第２の回転電機と、内燃機関および第１の回転電機の少なくとも一方の動力を車両の車輪軸に伝達する動力分割機構とを含む。動力分割機構は、入力された内燃機関の動力または第１の回転電機の動力を、車輪軸への駆動力または第２の回転電機への動力に分割して出力する。

　この発明によると、本発明をハイブリッド車両が搭載されたエンジンに適用することにより、多量の窒素酸化物を効率よく浄化することができる。特に、このような形式のハイブリッド車両においては、エンジンのみを駆動源とする車両と異なり、高車速領域でエンジンが自立回転している状態で走行している場合がある。このような場合においては、高車速領域になる前に車両が加速状態であったり、あるいは、エンジンが高負荷定常状態であったりとするエンジンの作動履歴を有するため、触媒温度が高く、さらに、自立回転中における空気量が低いため、少量の還元剤により還元雰囲気を形成することができる。すなわち、エンジンにおいて排出ガスの浄化作用が適切に機能する時点で窒素酸化物の還元処理を実行することができる。

第１の実施例におけるハイブリッド車両の構成を示す制御ブロック図である。 第１の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 第１の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第１の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。 第２の実施例におけるハイブリッド車両の構成を示す制御ブロック図である。 第２の実施例におけるハイブリッド車両の構成の一部を示す制御ブロック図である。 第２の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 第２の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第３の実施例におけるハイブリッド車両の構成を示す制御ブロック図である。 第３の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 第３の実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

　＜第１の実施例＞
　図１を参照して、本発明の実施例に係る車両の制御装置が搭載されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。

　ハイブリッド車両は、駆動源としての内燃機関（以下、エンジンという）１２０と、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、ジェネレータ１４０Ａとモータ１４０Ｂと表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、ジェネレータ１４０Ａがモータとして機能したり、モータ１４０Ｂがジェネレータとして機能したりする。

　本実施例において、エンジン１２０は、リーンバーンガソリンエンジンであるとして説明するが、ディーゼルエンジンであってもよい。

　エンジン１２０の吸気通路１２２には、吸入空気中のほこりを捕捉するエアクリーナ１２２Ａ、エアクリーナ１２２Ａを通ってエンジン１２０に吸入される空気量を検出するエアフローメータ１２２Ｂ、エンジン１２０に吸入される空気量を調整するためのスロットルバルブを有する電子スロットル１２２Ｃが設けられている。電子スロットル１２２Ｃにはスロットルポジションセンサ１２２Ｄが設けられている。エンジンＥＣＵ（Electronic
Control Unit）２８０には、エアフローメータ１２２Ｂにより検出された吸入空気量や、スロットルポジションセンサ１２２Ｄにより検出された電子スロットル１２２Ｃの開度等が入力される。

　エンジン１２０は、複数の気筒と、複数の気筒のそれぞれに燃料を供給する燃料噴射装置１３０が設けられる。燃料噴射装置１３０は、エンジンＥＣＵ２８０からの燃料噴射制御信号に基づいて各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射する。

　また、エンジン１２０の排気通路１２４には、三元触媒コンバータ１２４Ｂと、三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排出ガスにおける空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ１２４Ａと、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を検出する触媒温度センサ１２４Ｃと、消音器１２４Ｄと、三元触媒コンバータ１２４Ｂから排出される排出ガスにおける酸素濃度を検出する酸素センサ１２４Ｅとが設けられている。

　本実施例において三元触媒コンバータ１２４Ｂは、排出ガス中の窒素酸化物（以下の説明においては、ＮＯｘとも記載する）を吸蔵し、吸蔵されたＮＯｘを還元しつつ、排出ガス中の炭化水素および一酸化炭素を酸化するとして説明するが、少なくともＮＯｘを吸蔵し、還元する触媒を用いてもよい。

　エンジンＥＣＵ２８０には、空燃比センサ１２４Ａにより検出された三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排出ガスの空燃比、触媒温度センサ１２４Ｃにより検出された三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度、酸素センサ１２４Ｅにより検出された三元触媒コンバータ１２４Ｂから排出される排出ガスの酸素濃度等を示す信号が入力される。

　なお、空燃比センサ１２４Ａは、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。本実施例において、空燃比センサ１２４Ａは、検出素子を有し、エンジン１２０の排出ガスの検出素子への接触によりエンジン１２０の空燃比に対応した信号を出力する。

　また、酸素センサ１２４Ｅは、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン－オフ的に検出する。酸素センサ１２４Ｅは、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかを示す信号を出力する。

　なお、空燃比センサ１２４Ａに代えて、酸素センサを用いてもよいし、酸素センサ１２４Ｅに代えて空燃比センサを用いてもよい。

　また、エンジンＥＣＵ２８０には、エンジン１２０の冷却水の温度を検出する水温検出センサ３６０からエンジン冷却水温を示す信号が入力される。エンジン１２０の出力軸には、クランクポジションセンサ３８０が設けられており、エンジンＥＣＵ２８０には、クランクポジションセンサ３８０から出力軸の回転数を示す信号が入力される。

　ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ａとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動させるための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とジェネレータ１４０Ａおよびモータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。なお、走行用バッテリ代えてキャパシタ等を蓄電装置として用いてもよい。

　本実施例においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、ジェネレータ１４０Ａやモータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータジェネレータ１４０Ａやモータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。

　なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

　運転席にはアクセルペダル（図示せず）が設けられており、アクセルポジションセンサ（図示せず）は、アクセルペダルの踏込み量を検出する。アクセルポジションセンサは、アクセルペダルの踏込み量を示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に出力する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、踏込み量に対応する要求駆動力に応じて、ジェネレータ１４０Ａ、モータ１４０ＢおよびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０の出力あるいは発電量を制御する。

　さらに、車速センサ３３０は、車両の速度に関連した物理量を検出するセンサである。「車両の速度に関連した物理量」とは、たとえば、車輪軸の回転数であってもよいし、トランスミッションの出力軸の回転数であってもよい。車速センサ３３０は、検出した物理量を示す信号をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。

　動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ａとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ａの回転数の制御により、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。

　図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ｂのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ａを駆動させて発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ｂを駆動させて駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ｂに供給してモータ１４０Ｂの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。

　一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ｂがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ａによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動力を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動させる場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

　さらに、図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン１２０を停止させる。そして、その後も車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態を検出して、エンジン１２０を再始動させる。このように、このエンジン１２０は間欠運転されることから、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置にまで回されてエンジンが始動すると、イグニッションスイッチがＯＮ位置からＡＣＣ位置またはＯＦＦ位置にされるまでエンジンが停止しない従来の車両（エンジンしか搭載していない車両）と異なる。なお、本実施例のハイブリッド車両においては、車両の速度が予め定められた速度Ｖ（０）以上である場合には、エンジン１２０の停止が抑制される。

　以上のような構成を有する車両においては、エンジン１２０の作動中において三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて吸蔵されたＮＯｘに対して還元処理を実施することにより浄化する。この還元処理としては、たとえば、エンジン１２０の空燃比を理論空燃比に対して一時的にリッチ側になるように燃料噴射量を増量して、燃料を還元剤として三元触媒コンバータ１２４ＢにおいてＮＯｘと反応させたり、ディーゼルエンジンであれば、排気通路に直接燃料や尿素水等の還元剤を添加することにより三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて還元剤とＮＯｘとを反応させたりすることにより行なわれる。

　しかしながら、三元触媒コンバータ１２４Ｂに流通する排出ガスの流量の変動に関係なく空燃比を理論空燃比対してリッチ側にしたり、排気通路に直接燃料や尿素水等の還元剤を添加したりすることにより、三元触媒コンバータ１２４Ｂに還元剤を供給する場合、排出ガス中の酸素濃度をゼロにするために多量の還元剤の供給が必要となる。そのため、還元剤としてたとえば燃料を用いる場合には燃費が悪化する場合がある。これは、排出ガスの流速が大きい場合は、添加した還元剤が触媒を通過する速度も速くなるため、浄化作用が十分に機能しない可能性があるためである。また、車両の減速時等においては排出ガスの流速が小さく、排出ガスの温度が低いことにより還元処理を実行できない可能性がある。

　そこで、本発明は、エンジンＥＣＵ２８０が、エンジン１２０の回転数および負荷が、エンジン１２０が駆動輪に動力を伝達することなく作動を継続する状態となる回転数領域内の回転数および負荷であるという条件（１）と、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度以上であるという条件（２）とが成立する場合に、三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘの還元処理を実行する点に特徴を有する。

　なお、本実施例においては、エンジンＥＣＵ２８０は、三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘの吸蔵量を検出し、上述の条件（１）および（２）に加えて、検出されたＮＯｘの吸蔵量が予め定められた量以上であるという条件（３）が成立する場合に、三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘの還元処理を実行する。エンジンＥＣＵ２８０は、条件（１）～（３）のいずれもが成立すると、空燃比が理論空燃比に対して一時的にリッチ側になるように燃料噴射装置１３０を制御することにより、ＮＯｘの還元処理を実行する。

　図２に、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の機能ブロック図を示す。

　エンジンＥＣＵ２８０は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）５００と、演算処理部５１０と、記憶部５３０と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）５４０とを含む。

　入力Ｉ／Ｆ５００は、エアフローメータ１２２Ｂからの吸入空気量信号と、スロットルポジションセンサ１２２Ｄからのスロットル開度信号と、空燃比センサ１２４Ａからの空燃比信号と、触媒温度センサ１２４Ｃからの触媒温度信号と、酸素センサ１２４Ｅからの酸素濃度信号と、クランクポジションセンサ３８０からのエンジン回転数信号とを受信して、演算処理部５１０に送信する。

　演算処理部５１０は、自立回転判定部５１２と、温度判定部５１４と、吸蔵量推定部５１６と、ＮＯｘ判定部５１８と、還元処理部５２０とを含む。

　自立回転判定部５１２は、エンジン１２０が自立回転中であるか否かを判定する。具体的には、自立回転判定部５１２は、エンジン回転数信号に基づくエンジン１２０の回転数と、吸入空気量信号および／またはスロットル開度信号に基づくエンジン１２０の負荷とが、エンジン１２０の自立回転数領域内の回転数および負荷であるか否かを判定する。エンジン１２０の自立回転数領域とは、エンジン１２０が仕事をせずに作動を継続している状態である。

　エンジン１２０は、回転数とトルクとの座標平面上に予め設定された動作線に沿って動作するように制御される。そのため、エンジン１２０の自立回転数領域として、たとえば、予め定められたトルクとなる回転数以下であって、かつ、エンジン１２０が停止しない回転数の下限値以上の回転数領域および負荷領域が設定されるようにしてもよい。あるいは、エンジン１２０の自立回転数領域は、ＮＯｘの浄化に適した排出ガスの流量となる回転数領域および負荷領域を実験等により適合して設定されるようにしてもよい。

　また、エンジン１２０の自立回転数領域は、エンジン１２０の状態にかかわらず一定の回転数領域および負荷領域であってもよいし、エンジン１２０の状態（たとえば、冷却水温あるいは吸気温度等）に応じて変更される回転数領域および負荷領域であってもよい。

　上述したとおり、エンジン１２０は、車両が予め定められた速度Ｖ（０）以上である場合に停止が抑制される。このとき、車両に駆動力が要求されない場合において、エンジン１２０は、自立回転状態となる。すなわち、エンジン１２０は、少なくとも出力軸（クランクシャフト）の回転の維持が可能な回転数および負荷で作動する状態となる。

　なお、自立回転判定部５１２は、たとえば、エンジン１２０の回転数が予め定められた回転数領域内の回転数であって、負荷領域が予め定められた負荷領域内の負荷であると自立回転判定フラグをオンするようにしてもよい。

　温度判定部５１４は、触媒温度信号に基づいて三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるか否かを判定する。予め定められた温度Ｔａ（０）は、三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて適切な量のＮＯｘ還元が可能な温度の下限値であって、実験等により適合される。なお、温度判定部５１４は、たとえば、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であると温度判定フラグをオンするようにしてもよい。

　なお、本実施例においては、温度判定部５１４は、触媒温度センサ１２４Ｃにより検出される三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度に基づいて予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるか否かを判定するとして説明するが、たとえば、エンジン１２０の回転数、吸入空気量の履歴およびマップ等に基づいて三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を推定して、推定された温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるか否かを判定するようにしてもよい。マップは、回転数および吸入空気量の変化に対する三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度の変化の関係を示すマップである。

　吸蔵量推定部５１６は、三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘの吸蔵量を推定する。具体的には、吸蔵量推定部５１６は、エンジン１２０の回転数と、吸入空気量（負荷）の履歴に基づいて三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘの吸蔵量を推定する。

　ＮＯｘ判定部５１８は、推定されたＮＯｘの吸蔵量が予め定められた量以上であるか否かを判定する。予め定められた量は、還元処理を開始することが望ましいＮＯｘ吸蔵量であって、実験等により適合される。なお、ＮＯｘ判定部５１８は、推定されたＮＯｘの吸蔵量が予め定められた量以上であるとＮＯｘ判定フラグをオンするようにしてもよい。

　還元処理部５２０は、エンジン１２０の回転数および負荷が予め定められた回転数領域内の回転数であって、予め定められた負荷領域内の負荷であるという条件（１）と、触媒温度が予め定められた温度以上であるという条件（２）と、推定されたＮＯｘの吸蔵量が予め定められた量以上であるという条件（３）とがいずれも成立する場合に、ＮＯｘ還元処理を実行する。具体的には、還元処理部５２０は、エンジン１２０の空燃比を予め定められた期間が経過するまで一時的にリッチ側の空燃比になるように燃料噴射装置１３０を制御する。還元処理部５２０は、条件（１）～（３）のいずれもが成立する場合、一時的にリッチ側の空燃比になるように燃料噴射制御信号を生成し、出力Ｉ／Ｆ５４０を経由して燃料噴射装置１３０に送信する。

　なお、還元処理部５２０は、自立回転判定フラグ、温度判定フラグおよびＮＯｘ判定フラグがいずれもオンであるとＮＯｘ還元処理を実行するようにしてもよい。

　また、本実施例において、自立回転判定部５１２と、温度判定部５１４と、吸蔵量推定部５１６と、ＮＯｘ判定部５１８と、還元処理部５２０とは、いずれも演算処理部５１０であるＣＰＵ（Central
Processing Unit）が記憶部５３０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

　記憶部５３０には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部５１０からデータが読み出されたり、格納されたりする。

　以下、図３を参照して、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

　ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０が自立回転中であるか否かを判定する。エンジン１２０が自立回転中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

　Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるか否かを判定する。触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理はＳ１００に戻される。

　Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＮＯｘ吸蔵量を推定する。Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２８０は、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であるか否かを判定する。推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＮＯｘ還元処理を実行する。

　以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について図４を参照しつつ説明する。

　たとえば、モータ１４０Ｂによる走行中に、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして、エンジン１２０が始動した場合を想定する。この場合、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジン回転数が上昇する。エンジン回転数の上昇にともなって、車速が上昇する。エンジン回転数の上昇により三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度も上昇する。

　時間Ｔ（１）にて、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度がＮＯｘの還元が可能となる予め定められた温度Ｔａ（０）以上となる。時間Ｔ（２）にて、車両の速度が予め定められた速度Ｖ（０）を超える。そのため、エンジン１２０の停止が抑制される状態となる。

　運転者によりアクセルペダルの踏み込みが弱められたり、踏み込み量に対応した車速に到達すると、時間Ｔ（３）にて、エンジン回転数は減少を開始する。エンジン回転数の減少により車両の速度の増加量が減少する。一方、触媒の温度は時間の経過とともに増加していき、エンジン回転数の減少に遅れてピークとなった後減少を開始する。運転者によりアクセルペダルの踏み込みが解除されるなどした場合にエンジン１２０の回転数は、時間Ｔ（４）以降においてさらに減少する。

　時間Ｔ（５）にて、アクセルペダルの踏み込みが解除された状態である場合には、車両に駆動力が要求されない状態となる。このとき、車両の速度は、予め定められた速度Ｖ（０）よりも大きいため、エンジン１２０の停止は抑制された状態となる。そのため、エンジン１２０は、外部に動力を伝達することなく作動を継続する自立回転状態となる（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

　三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が、予め定められた温度Ｔａ（０）以上であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵量が推定される（Ｓ１０４）。推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、還元処理が実行される（Ｓ１０８）。還元処理が実行されるとエンジン１２０の空燃比が一時的にリッチ側になるように燃料噴射量が増量されるため、燃料と三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて吸蔵されていたＮＯｘとが反応してＮＯｘが浄化されることとなる。

　ＮＯｘ還元処理は、時間Ｔ（５）～時間Ｔ（６）の期間において行なわれる。時間Ｔ（６）にて、車両の速度が予め定められた速度Ｖ（０）よりも低くなるとエンジン１２０の停止が許可される車速領域になる。そのため、エンジン１２０の停止処理が実行されるため、還元処理が停止されることとなる。あるいは、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度よりも低くなる場合にも、同様に還元処理が停止されることとなる。

　このように、三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて還元雰囲気であって、排出ガスの流量が適切な状態であるときにＮＯｘ還元処理が実行されるため、多量のＮＯｘが浄化される。

　以上のようにして、本実施例に係る車両の制御装置によると、三元触媒コンバータの状態が、吸蔵されたＮＯｘの還元が可能な予め定められた温度Ｔａ（０）以上の活性化状態であって、かつ、エンジンの回転数および負荷が、エンジンが自立回転数領域内の回転数および負荷である場合、三元触媒コンバータにおいては、還元雰囲気であって、かつ、流通する排出ガスの流量がＮＯｘの還元に適切な流量である。そのため、ＮＯｘの還元処理を実行することにより、多量のＮＯｘを浄化することができる。したがって、内燃機関において排出ガスの浄化作用が適切に機能する時点で窒素酸化物の還元処理を実行して排気浄化性能を向上する車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

　なお、本発明は、少なくとも上述した条件（１）および（２）が成立した場合に、ＮＯｘ還元処理を実行すればよく、図４の斜線に示す領域は、条件（１）および（２）が成立する一例を示すものであって、特に図４の斜線に示す領域に限定して、エンジン１２０が自立回転中であるときに還元処理を実行するものではない。

　また、特に上述のような形式のハイブリッド車両においては、エンジンのみを駆動源とする車両と異なり、高車速領域でエンジンが自立回転している状態で走行している場合がある。このような場合においては、高車速領域になる前に車両が加速状態であったり、あるいは、エンジンが高負荷定常状態であったりとするエンジンの作動履歴を有する。そのため、触媒温度が高く、さらに、自立回転中における空気量が低いため、少量の還元剤により還元雰囲気を形成することができる。すなわち、エンジンにおいて排出ガスの浄化作用が適切に機能する時点で窒素酸化物の還元処理を実行することができる。

　＜第２の実施例＞
　以下、第２の実施例に係る車両の制御装置について説明する。本実施例に係る車両の制御装置は、上述の第１の実施例に係る車両の制御装置が搭載される車両の構成と比較して、車両が触媒加熱装置１２４Ｆをさらに含む点が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施例に係る車両の制御装置が搭載された車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

　図５に示すように、本実施例において、エンジン１２０は、三元触媒コンバータ１２４Ｂを加熱する触媒加熱装置１２４Ｆをさらに含む。触媒加熱装置１２４ＦはエンジンＥＣＵ２８０の制御信号に基づいて加熱処理を実行することにより三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を上昇する。なお、本実施例において、触媒加熱装置１２４Ｆは、電気式ヒータを一例として説明するが、三元触媒コンバータ１２４Ｂを加熱できればよく、特に電気式ヒータに限定されるものではない。

　また、図６に示すように、触媒加熱装置１２４Ｆは、回生制御時にＭＧ１４０（ジェネレータ１４０Ａまたはモータ１４０Ｂ）において発電される電力を用いて三元触媒コンバータ１２４Ｂを加熱する。

　たとえば、ＭＧ１４０と走行用バッテリ２２０とを接続する電源ラインの途中に、交流電力を直流電力に変換するコンバータとリレー（いずれも図示せず）とを介在して触媒加熱装置１２４Ｆを電気的に接続する。エンジンＥＣＵ２８０は、回生制御時の所定のタイミングでリレーをオンすることにより発電された電力を触媒加熱装置１２４Ｆに供給する。

　本実施例においては、エンジンＥＣＵ２８０は、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるという条件（２）が成立しない場合に、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が上昇するようにエンジン１２０を制御する点に特徴を有する。

　具体的には、エンジンＥＣＵ２８０は、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるという条件（２）が成立しない場合に、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上になるように触媒加熱装置１２４Ｆを制御する。

　図７に、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の機能ブロック図を示す。なお、図７における機能ブロック図において、演算処理部５１０が図２の還元処理部５２０に代えて、加熱制御部５２２と、還元処理部５２４とをさらに含む点が異なる。その他の構成は、特に説明しない限り、図２と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

　入力Ｉ／Ｆ５００は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０からモータ１４０Ｂに対して回生制御が実行中であるか否かを示すフラグ（以下、回生制御フラグという）をさらに受信して演算処理部５１０に送信する。たとえば、入力されたフラグがオンであると回生制御が実行中であることを示す。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ジェネレータ１４０Ａおよびモータ１４０Ｂの制御状態に基づいてモータ１４０Ｂに対して回生制御が実行中であるか否かを判定して、エンジンＥＣＵ２８０に回生制御フラグを送信する。

　加熱制御部５２２は、エンジン１２０が自立回転中であるという条件（１）と、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるという条件（２）と、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であるという条件（３）と、モータ１４０Ｂに対して回生制御が実行中であるという条件（４）とのうち条件（２）のみが成立しないと、触媒加熱装置１２４Ｆのリレーをオンするように加熱制御信号を生成し、生成した加熱制御信号を出力Ｉ／Ｆ５４０を経由して触媒加熱装置１２４Ｆに送信する。

　還元処理部５２４は、条件（１）～条件（４）のいずれもが成立した場合に、ＮＯｘ還元処理を実行する。具体的には、還元処理部５２４は、エンジン１２０の空燃比を予め定められた期間が経過するまで一時的にリッチ側の空燃比になるように燃料噴射装置１３０を制御する。還元処理部５２４は、条件（１）～（４）のいずれもが成立する場合、一時的にリッチ側の空燃比になるように燃料噴射制御信号を生成し、出力Ｉ／Ｆ５４０を経由して燃料噴射装置１３０に送信する。

　なお、還元処理部５２４は、自立回転判定フラグ、温度判定フラグ、ＮＯｘ判定フラグおよび回生制御フラグがいずれもオンであるとＮＯｘ還元処理を実行するようにしてもよい。

　また、本実施例において、自立回転判定部５１２と、温度判定部５１４と、吸蔵量推定部５１６と、ＮＯｘ判定部５１８と、加熱制御部５２２と、還元処理部５２４とは、いずれも演算処理部５１０であるＣＰＵ（Central　Processing　Unit）が記憶部５３０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

　以下、図８を参照して、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

　Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２８０はエンジン１２０が自立回転中であって、かつ、回生制御中であるか否かを判定する。エンジン１２０が自立回転中であって、かつ、回生制御中であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。

　Ｓ２０２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘ吸蔵量を推定する。Ｓ２０４にて、エンジンＥＣＵ２８０は、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であるか否かを判定する。推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。もしそうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。

　Ｓ２０６にて、エンジンＥＣＵ２８０は、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）よりも低いか否かを判定する。触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）よりも低いと（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２１２に移される。

　Ｓ２０８にて、エンジンＥＣＵ２８０は、触媒加熱装置１２４Ｆをオンして三元触媒コンバータ１２４Ｂの昇温処理を実行する。なお、たとえば、エンジンＥＣＵ２８０は、触媒加熱装置１２４Ｆをオンした後は、予め定められた時間が経過した後にオフするようにしてもよいし、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上となった時点でオフするようにしてもよい。

　Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるか否かを判定する。触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。

　以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について説明する。

　たとえば、モータ１４０Ｂによる走行中に、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして、エンジン１２０が始動した場合を想定する。この場合、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジン回転数が上昇する。エンジン回転数の上昇にともなって、車速が上昇する。

　車速が予め定められた速度Ｖ（０）を超える車速領域になった時点で、運転者によりアクセルペダルの踏み込みが弱められると、エンジン回転数は減少に転じる。また、アクセルペダルの踏み込みが弱められるとともにモータ１４０Ｂにおいて回生制御が実施される。そして、車速が予め定められた速度Ｖ（０）以上であって、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合、エンジン１２０の停止が抑制されて、エンジン１２０は、自立回転状態となる（Ｓ２００にてＹＥＳ）。

　このとき、三元触媒コンバータ１２４ＢにおけるＮＯｘの吸蔵量が推定され（Ｓ２０２）、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）よりも低いか否かが判定される（Ｓ２０６）。触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）よりも低いと（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、触媒昇温処理が実行される（Ｓ２０８）。すなわち、触媒加熱装置１２４Ｆがオンされてヒータの熱により三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が上昇する。

　そして、上昇した三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上になると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、還元処理が実行される（Ｓ２１２）。還元処理が実行されるとエンジン１２０の空燃比が一時的にリッチ側になるように燃料噴射量が増量され、燃料と三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて吸蔵されていたＮＯｘとが反応して浄化されることとなる。このように、三元触媒コンバータ１２４Ｂにおいて還元雰囲気であって、排出ガスの流量が適切な状態であるときにＮＯｘ還元処理が実行されるため、多量のＮＯｘが浄化される。

　なお、ＮＯｘ還元処理は、車速が予め定められた速度Ｖ（０）よりも小さくなるまで実行され、予め定められた速度Ｖ（０）よりも小さくなった後にエンジン１２０の停止処理が実行されるときに停止される。

　以上のようにして、本実施例に係る車両の制御装置によると、上述の第１の実施例に係る車両の制御装置により発現する効果に加えて、排出ガスの流量がＮＯｘの浄化に適切な流量となるエンジンの回転数領域において、触媒温度が還元可能な予め定められた温度Ｔａ（０）よりも低い場合に、触媒加熱装置により昇温することにより三元触媒コンバータの温度を上昇させて、還元雰囲気にすることができるため、多量のＮＯｘを浄化することができる。

　本実施例においては、上述の条件（１）～（３）のうち条件（２）のみが成立しない場合に条件（４）が成立することを追加的な条件として触媒加熱装置により三元触媒コンバータを加熱することにより触媒温度を予め定められた温度Ｔａ（０）以上とするとして説明したが、たとえば、上述の条件（１）～（３）のうち条件（２）のみが成立しない場合に触媒温度を予め定められた温度Ｔａ（０）以上となるようにエンジンの出力（負荷）あるいは排出ガスの温度を上昇させるようにしてもよい。たとえば、点火時期の変更、燃料噴射量の増量によりエンジンの出力（負荷）を上昇させるようにしてもよい。エンジンの出力を上昇させることによりエンジンにおいて生じる熱量が増加するため排出ガスの温度が上昇する。排出ガスの温度の温度上昇により触媒温度を上昇させることができる。このようにしても、三元触媒コンバータを還元雰囲気にして多量のＮＯｘを浄化することができる。

　＜第３の実施例＞
　以下、第３の実施例に係る車両の制御装置について説明する。本実施例に係る車両の制御装置が搭載された車両は、上述の第１の実施例に係る車両の制御装置が搭載された車両の構成と比較して、エンジン１２０がディーゼルエンジンである点およびエンジン１２０に設けられる構成品が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施例に係る車両の制御装置が搭載される車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

　図９に示すように、エンジン１２０の吸気通路１２２には、エアクリーナ１２２Ａと、エアフローメータ１２２Ｂとが設けられる。なお、吸気通路１２２には、エンジン１２０に吸入される空気量を調整するための吸気絞り機構が別途設けられるようにしてもよい。

　エンジン１２０の排気通路１２４には、ＤＰＮＲ（Diesel　Particulate-NOx　Reduction　system）触媒１２４Ｇと、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇに導入される排出ガスにおける空燃比を検出する空燃比センサ１２４Ａと、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの温度を検出する触媒温度センサ１２４Ｃと、消音器１２４Ｄと、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇから排出される排出ガスにおける酸素濃度を検出する酸素センサ１２４Ｅとが設けられる。

　エンジン１２０の排気通路１２４には、さらに、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇよりも上流側（エンジン本体側）に、排気通路内に還元剤を添加する還元剤添加装置１２６が設けられる。

　還元剤添加装置１２６は、エンジンＥＣＵ２８０からの制御信号に基づいて所定のタイミングで排気通路１２４内に還元剤が添加される。添加された還元剤は、ＤＰＮＲ触媒１２４ＧにおいてＮＯｘと反応することによりＮＯｘの浄化が行なわれる。なお、本実施例においては、還元剤としては、エンジン１２０の燃料（すなわち、軽油）を用いるとして説明するが、たとえば、還元剤は、灯油あるいは尿素水であってもよいものとする。

　また、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの上流側には、圧力センサ（１）１３２が設けられる。ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの下流側には、圧力センサ（２）１３４が設けられる。

　圧力センサ（１）１３２は、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの上流側の圧力を検出する。圧力センサ（１）１３２は、検出された圧力を示す信号をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。また、圧力センサ（２）１３４は、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの下流側の圧力を検出する。圧力センサ（２）１３４は、検出された圧力を示す信号をエンジンＥＣＵ２８０に送信する。

　ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇは、ＮＯｘを浄化するＮＯｘ吸蔵触媒とＰＭ（Particulate　Matter）を捕集するフィルター構造とを有する。ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇは、ＰＭを酸化しつつ、ＮＯｘを還元することにより、ＰＭとＮＯｘとを同時に低減する。

　なお、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇに代えて排出ガス中のＰＭを捕集するフィルター（ＤＰＦ（Diesel　Particulate　Filter））と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒とを別体として設けるようにしてもよい。

　吸気通路１２２と排気通路１２４との間には、ターボチャージャー１５０が設けられる。ターボチャージャー１５０は、エンジン１２０から排出される排出ガスにより排気通路１２４内に設けられるタービンが駆動されると、タービンに連結された、吸気通路１２２内のコンプレッサが駆動することにより過給する過給機である。なお、ターボチャージャーとしては周知の過給機を用いればよくその詳細な説明は行なわない。

　本実施例において、エンジンＥＣＵ２８０は、圧力センサ（１）１３２と圧力センサ（２）１３４とによりそれぞれ検出される圧力に基づいてＤＰＮＲ触媒１２４Ｇにおけるフィルターの詰まり度合を演算する。具体的には、エンジンＥＣＵ２８０は、圧力センサ（１）１３２により検出される圧力と圧力センサ（２）１３４により検出される圧力との差圧が小さいほどフィルターの詰まり度合が低いとし、差圧が大きいほどフィルターの詰まり度合が高いと判定する。エンジンＥＣＵ２８０は、差圧とフィルター詰まりの度合とからマップ等を用いて数値化されたフィルター詰まりの度合を演算する。さらに、エンジンＥＣＵ２８０は、演算されたフィルターの詰まりの度合に応じてエンジン１２０の自立運転時におけるＮＯｘの浄化に浄化に適した排出ガスの流量となる回転数および負荷を決定する。エンジンＥＣＵ２８０は、決定された回転数および負荷に基づいてエンジン１２０を制御する。エンジンＥＣＵ２８０は、条件（１）～（３）が成立した場合に、還元処理を実行する。本実施例においては、エンジンＥＣＵ２８０が上述のように動作する点に特徴を有する。

　図１０に、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の機能ブロック図を示す。なお、図１０における機能ブロック図において、演算処理部５１０が図２の還元処理部５２０に代えて、目詰まり検出部５２６と、決定部５２８と、エンジン制御部５３２と、還元処理部５３４とをさらに含む点が異なる。その他の構成は、特に説明しない限り、図２と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

　入力Ｉ／Ｆ５００は、圧力センサ（１）１３２からの圧力信号（１）と、圧力センサ（２）１３４からの圧力信号（２）とをさらに受信してエンジンＥＣＵ２８０に送信する。

　目詰まり検出部５２６は、受信した圧力信号（１）と圧力信号（２）とから演算される差圧に基づいてフィルター目詰まりの度合を検出する。

　決定部５２８は、検出されたフィルター目詰まりの度合に基づいてＮＯｘの浄化に適した排出ガスの流量となるエンジン１２０の回転数および負荷を決定する。なお、決定部５２８は、たとえば、予め実験等により適合されたマップ等を用いて目詰まりの度合に対する回転数および負荷をそれぞれ決定する。

　エンジン制御部５３２は、決定されたエンジン１２０の回転数および負荷になるようにエンジン１２０を制御する。

　還元処理部５３４は、エンジン１２０が自立回転中であるという条件（１）と、触媒温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるという条件（２）と、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であるという条件（３）のいずれもが成立した場合に、ＮＯｘ還元処理を実行する。

　具体的には、還元処理部５２４は、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの上流側の排気通路１２４内に予め定められられた期間あるいは予め定められた量だけ燃料を添加するように燃料添加制御信号を生成し、出力Ｉ／Ｆ５４０を経由して還元剤添加装置１２６に送信する。

　なお、還元処理部５３４は、自立回転判定フラグ、温度判定フラグおよびＮＯｘ判定フラグのいずれもがオンであるとＮＯｘ還元処理を実行するようにしてもよい。

　また、本実施例において、自立回転判定部５１２と、温度判定部５１４と、吸蔵量推定部５１６と、ＮＯｘ判定部５１８と、目詰まり検出部５２６と、決定部５２８と、エンジン制御部５３２と、還元処理部５３４とは、いずれも演算処理部５１０であるＣＰＵ（Central　Processing　Unit）が記憶部５３０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

　以下、図１１を参照して、本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

　Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０が自立回転中であるか否かを判定する。エンジン１２０が自立回転中であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３００に戻される。

　Ｓ３０２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であるか否かを判定する。ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であると（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、処理はＳ３０４に移される。もしそうでないと（Ｓ３０２にてＮＯ）、処理はＳ３００に戻される。

　Ｓ３０４にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＤＰＮＲ触媒１２４ＧにおけるＮＯｘ吸蔵量を推定する。Ｓ３０６にて、エンジンＥＣＵ２８０は、推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であるか否かを判定する。推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、処理はＳ３０８に移される。もしそうでないと（Ｓ３０６にてＮＯ）、処理はＳ３００に戻される。

　Ｓ３０８にて、エンジンＥＣＵ２８０は、圧力センサ（１）１３２および圧力センサ（２）１３４により検出される圧力差に基づいてフィルター目詰まりの度合を検出する。

　Ｓ３１０にて、エンジンＥＣＵ２８０は、検出されたフィルター目詰まりの度合に基づいてエンジン１２０の回転数と負荷とを決定する。Ｓ３１２にて、エンジンＥＣＵ２８０は、決定された回転数と負荷となるようにエンジン１２０を制御する。Ｓ３１４にて、エンジンＥＣＵ２８０は、ＮＯｘの還元処理を実行する。

　以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施例に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ２８０の動作について説明する。

　たとえば、モータ１４０Ｂによる走行中に、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして、エンジン１２０が始動した場合を想定する。この場合、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジン回転数が上昇する。エンジン回転数の上昇にともなって、車速が上昇する。

　車速が予め定められた速度Ｖ（０）を超える車速領域になった時点で、運転者によりアクセルペダルの踏み込みが弱められると、エンジン回転数は減少に転じる。車速が予め定められた速度Ｖ（０）以上であって、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合、エンジン１２０の停止が抑制されて、エンジン１２０は、自立回転状態となる（Ｓ３００にてＹＥＳ）。

　このとき、ＤＰＮＲ触媒１２４Ｇの温度が予め定められた温度Ｔａ（０）以上であると（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵量が推定される（Ｓ３０４）。推定されたＮＯｘ吸蔵量が予め定められた量以上であると（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、圧力センサ（１）１３２により検出される圧力と、圧力センサ（２）１３４により検出される圧力との差に基づいて目詰まりの度合が検出される（Ｓ３０８）。

　検出された目詰まりの度合に基づいてエンジン１２０の回転数および負荷が決定される（Ｓ３１０）。決定された回転数および負荷に基づいてエンジン１２０が制御された後に（Ｓ３１２）、ＮＯｘ還元処理が実行される（Ｓ３１４）。ＮＯｘ還元処理が実行されるとＤＰＮＲ触媒１２４Ｇにおいて吸蔵されていたＮＯｘが浄化される。

　なお、ＮＯｘ還元処理は、車速が予め定められた速度Ｖ（０）よりも小さくなるまで実行され、予め定められた速度Ｖ（０）よりも小さくなった後にエンジン１２０の停止処理が実行されるときに停止される。

　以上のようにして、本実施例に係る車両の制御装置によると、上述の第１の実施例に係る車両の制御装置により発現する効果に加えて、ＤＰＮＲ触媒のフィルター部分の目詰まりの度合に応じて決定されるエンジンの回転数および負荷になるようにエンジンを制御することにより、ＮＯｘの浄化に適した排出ガスの流量とすることができる。そのため、ＤＰＮＲ触媒を還元雰囲気にすることができる。このような状態において還元処理を実行することにより、多量のＮＯｘを浄化することができる。

　また、負荷調整時のエンジンの発生パワーと車両からの要求パワーとの過不足分は電池の充放電で吸収することができる。

　今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１２０　エンジン、１２２　吸気通路、１２２Ａ　エアクリーナ、１２２Ｂ　エアフローメータ、１２２Ｃ　電子スロットル、１２２Ｄ　スロットルポジションセンサ、１２４　排気通路、１２４Ａ　空燃比センサ、１２４Ｂ　三元触媒コンバータ、１２４Ｃ　触媒温度センサ、１２４Ｄ　消音器、１２４Ｅ　酸素センサ、１２４Ｆ　触媒加熱装置、１２４Ｇ　触媒、１２６　還元剤添加装置、１３０　燃料噴射装置、１４０　モータジェネレータ、１４０Ａ　ジェネレータ、１４０Ｂ　モータ、１５０　ターボチャージャー、１６０　駆動輪、１８０　減速機、２００　動力分割機構、２２０　走行用バッテリ、２４０　インバータ、２４２　コンバータ、２６０　バッテリＥＣＵ、２８０　エンジンＥＣＵ、３３０　車速センサ、３６０　水温検出センサ、３８０　クランクポジションセンサ、５００　入力Ｉ／Ｆ、５１０　演算処理部、５１２　自立回転判定部、５１４　温度判定部、５１６　吸蔵量推定部、５１８　判定部、５２０，５２４，５３４　還元処理部、５２２　加熱制御部、５２６　目詰まり検出部、５２８　決定部、５３０　記憶部、５３２　エンジン制御部、５４０　出力Ｉ／Ｆ。

Claims (16)

1. 　内燃機関（１２０）と回転電機（１４０）とを駆動源とする車両の制御装置であって、前記内燃機関（１２０）は、燃料の燃焼により生じる排出ガスが流通する排気通路（１２４）と、前記排気通路（１２４）の途中に設けられ、窒素酸化物を吸蔵する触媒（１２４Ｂ）とを含み、
   　前記触媒（１２４Ｂ）の温度を検出する温度検出部（１２４Ｃ）と、
   　前記内燃機関（１２０）の回転数を検出する回転数検出部（３８０）と、
   　前記内燃機関（１２０）の負荷を検出する負荷検出部（１２２Ｂ，１２２Ｄ）と、
   　前記検出された回転数および負荷が、前記内燃機関（１２０）の自立回転数領域内の回転数および負荷であるという第１の条件と、前記検出された触媒（１２４Ｂ）の温度が、前記触媒（１２４Ｂ）に吸蔵された窒素酸化物の還元が可能な予め定められた温度以上であるという第２の条件とが成立する場合に、前記触媒（１２４Ｂ）における窒素酸化物の還元処理を実行する還元処理部（２８０）とを含む、車両の制御装置。
2. 　前記制御装置は、前記第２の条件が成立しない場合に、前記触媒（１２４Ｂ）の温度が前記予め定められた温度以上になるように前記内燃機関（１２０）の出力を上昇させる、または、前記排出ガスの温度を上昇させるように前記内燃機関（１２０）を制御する第１の内燃機関制御部（２８０）をさらに含む、請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
3. 　前記内燃機関（１２０）は、前記触媒（１２４Ｂ）の温度を上昇させる触媒加熱装置（１２４Ｆ）をさらに含み、
   　前記制御装置は、前記第２の条件が成立しない場合に、前記触媒（１２４Ｂ）の温度が前記予め定められた温度以上になるように前記触媒加熱装置（１２４Ｆ）を制御する加熱制御部（５２２）をさらに含む、請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
4. 　前記触媒（１２４Ｂ）は、前記排出ガス中の微粒子を捕集するフィルターを有し、
   　前記制御装置は、
   　前記フィルターの目詰まりの度合を検出する目詰まり検出部（５２６）と、
   　前記検出された目詰まりの度合に応じて前記窒素酸化物の浄化に適した排出ガスの流量となる前記内燃機関（１２０）の回転数および負荷を決定する決定部（５２８）と、
   　前記決定された回転数と負荷とに基づいて前記内燃機関（１２０）を制御する第２の内燃機関制御部（５３２）とをさらに含む、請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
5. 　前記制御装置は、前記触媒（１２４Ｂ）の窒素酸化物の吸蔵量を検出する吸蔵量検出部（５１６）をさらに含み、
   　前記還元処理部（２８０）は、前記第１の条件および前記第２の条件に加えて、前記検出された窒素酸化物の吸蔵量が予め定められた量以上であるという第３の条件が成立する場合に、前記触媒（１２４Ｂ）における窒素酸化物の還元処理を実行する、請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
6. 　前記内燃機関（１２０）は、前記車両の速度が予め定められた速度以上である場合に、停止が抑制される、請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
7. 　前記内燃機関（１２０）は、リーンバーンガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンのうちのいずれかである、請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
8. 　前記回転電機（１４０）は、第１の回転電機（１４０Ｂ）であって、
   　前記車両は、前記内燃機関（１２０）の動力に基づいて発電する第２の回転電機（１４０Ａ）と、前記内燃機関（１２０）および前記第１の回転電機（１４０Ｂ）の少なくとも一方の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構（２００）とを含み、
   　前記動力分割機構（２００）は、入力された前記内燃機関（１２０）の動力または前記第１の回転電機（１４０Ｂ）の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記第２の回転電機（１４０Ａ）への動力に分割して出力する、請求の範囲第１項～第７項のいずれかに記載の車両の制御装置。
9. 　内燃機関（１２０）と回転電機（１４０）とを駆動源とする車両の制御方法であって、前記内燃機関（１２０）は、燃料の燃焼により生じる排出ガスが流通する排気通路（１２４）と、前記排気通路（１２４）の途中に設けられ、窒素酸化物を吸蔵する触媒（１２４Ｂ）とを含み、
   　前記触媒（１２４Ｂ）の温度を検出するステップと、
   　前記内燃機関（１２０）の回転数を検出するステップと、
   　前記内燃機関（１２０）の負荷を検出するステップと、
   　前記検出された回転数および負荷が、前記内燃機関（１２０）の自立回転数領域内の回転数および負荷であるという第１の条件と、前記検出された触媒（１２４Ｂ）の温度が、前記触媒（１２４Ｂ）に吸蔵された窒素酸化物の還元が可能な予め定められた温度以上であるという第２の条件とが成立する場合に、前記触媒（１２４Ｂ）における窒素酸化物の還元処理を実行するステップとを含む、車両の制御方法。
10. 　前記制御方法は、前記第２の条件が成立しない場合に、前記触媒（１２４Ｂ）の温度が前記予め定められた温度以上になるように前記内燃機関（１２０）の出力を上昇させる、または、前記排出ガスの温度を上昇させるように前記内燃機関（１２０）を制御するステップをさらに含む、請求の範囲第９項に記載の車両の制御方法。
11. 　前記内燃機関（１２０）は、前記触媒（１２４Ｂ）の温度を上昇させる触媒加熱装置（１２４Ｆ）をさらに含み、
    　前記制御方法は、前記第２の条件が成立しない場合に、前記触媒（１２４Ｂ）の温度が前記予め定められた温度以上になるように前記触媒加熱装置（１２４Ｆ）を制御するステップをさらに含む、請求の範囲第９項に記載の車両の制御方法。
12. 　前記触媒（１２４Ｂ）は、前記排出ガス中の微粒子を捕集するフィルターを有し、
    　前記制御方法は、
    　前記フィルターの目詰まりの度合を検出するステップと、
    　前記検出された目詰まりの度合に応じて前記窒素酸化物の浄化に適した排出ガスの流量となる前記内燃機関（１２０）の回転数および負荷を決定するステップと、
    　前記決定された回転数と負荷とに基づいて前記内燃機関（１２０）を制御するステップとをさらに含む、請求の範囲第９項に記載の車両の制御方法。
13. 　前記制御方法は、前記触媒（１２４Ｂ）の窒素酸化物の吸蔵量を検出するステップをさらに含み、
    　前記還元処理を実行するステップは、前記第１の条件および前記第２の条件に加えて、前記検出された窒素酸化物の吸蔵量が予め定められた量以上であるという第３の条件が成立する場合に、前記触媒（１２４Ｂ）における窒素酸化物の還元処理を実行する、請求の範囲第９項に記載の車両の制御方法。
14. 　前記内燃機関（１２０）は、前記車両の速度が予め定められた速度以上である場合に、停止が抑制される、請求の範囲第９項に記載の車両の制御方法。
15. 　前記内燃機関（１２０）は、リーンバーンガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンのうちのいずれかである、請求の範囲第９項に記載の車両の制御方法。
16. 　前記回転電機（１４０）は、第１の回転電機（１４０Ｂ）であって、
    　前記車両は、前記内燃機関（１２０）の動力に基づいて発電する第２の回転電機（１４０Ａ）と、前記内燃機関（１２０）および前記第１の回転電機（１４０Ｂ）の少なくとも一方の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構（２００）とを含み、
    　前記動力分割機構（２００）は、入力された前記内燃機関（１２０）の動力または前記第１の回転電機（１４０Ｂ）の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記第２の回転電機（１４０Ａ）への動力に分割して出力する、請求の範囲第９項～第１５項のいずれかに記載の車両の制御方法。

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