特許 5978760 内燃機関の排気ガス浄化方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5978760

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】内燃機関の排気ガス浄化方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/20 20060101AFI20160817BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20160817BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20160817BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20160817BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20160817BHJP

   F02D 19/02 20060101ALI20160817BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20160817BHJP

   F02D 41/02 20060101ALI20160817BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/20 B

   F01N3/08 A

   B60K6/20 310

   B60K6/46

   F02D19/02 B

   F02D29/06 D

   F02D41/02 325H

   F02D41/02 325K

   F02D41/04 305Z

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-116641(P2012-116641)

(22)【出願日】2012年5月22日

(65)【公開番号】特開2013-241914(P2013-241914A)

(43)【公開日】2013年12月5日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080768

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 実

(72)【発明者】

【氏名】野元 義隆

(72)【発明者】

【氏名】大室 朗

(72)【発明者】

【氏名】後藤 茂俊

【審査官】 永田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１７７３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−６８８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２０４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２３３０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９７７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４８８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２０８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９１７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−４４２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６２４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７７３０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８，

Ｂ０１Ｄ ５３／７３，５３／８６−５３／９６，

Ｂ６０Ｋ ６／２０−６／５４７，

Ｆ０２Ｄ １９／０２，２９／０６，４１／００−４１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気通路にＮＯｘ触媒が配設されたエンジンと、該エンジンにより駆動されるジェネレータと、該ジェネレータの発電電力が蓄電されるバッテリと、該ジェネレータの発電電力と該バッテリにより駆動される走行用モータと、を備えた内燃機関の排気ガス浄化方法であって、
前記ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの吸蔵量を検出する第１ステップと、
前記第１ステップで検出されたＮＯｘの吸蔵量が所定量以上のときに、前記エンジンの運転状態を、理論空燃比よりもリーンな空燃比でのリーン運転状態から理論空燃比以下のリッチな空燃比でのリッチ運転状態へ切換える第２ステップと、
を備え、
前記リッチ運転状態への切換えが、前記リーン運転状態で発電を行っている時間が前記ＮＯｘ触媒が活性化温度以上になるまで昇温されるのに必要十分な時間として設定される所定時間以上継続して行われていることを条件として許可され、
前記第１ステップで検出されるＮＯｘ吸蔵量が前記所定量以上のときに、前記リッチ運転状態への切換えが許可されないときは、その後に行われるリッチ運転状態での運転時間が延長され、
前記リッチ運転状態での運転時間が、最低の運転時間となる基本時間に対して、前記延長分の時間を加算した加算時間とされ、
前記延長分の時間が、前記リッチ運転状態への切換えが許可されない時間が長いほど長くされる、
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項2】

請求項１において、
前記リッチ運転状態へ切換えられた後は、吸蔵ＮＯｘのパージが終了されるまでの間に車両の加速が検出されても該リッチ運転状態が継続される、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２において、
前記リッチ運転状態へ切換えられた後は、吸蔵ＮＯｘのパージが終了されるまでの間に車両の減速が検出されても該リッチ運転状態が継続される、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記走行用モータの駆動要求電力が前記バッテリの出力電力よりも大きいときは、前記リッチ運転状態とすることが禁止される、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記リーン運転状態は、一定負荷でかつ一定回転数で行われる、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記所定時間が１０秒以上とされている、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
前記エンジンが、水素を燃料として運転される、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
前記リッチ運転状態とされたときは、発電が中止される、ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。

【請求項9】

排気通路にＮＯｘ触媒が配設されたエンジンと、
前記エンジンにより駆動されるジェネレータと、
前記ジェネレータの発電電力が蓄電されるバッテリと、
前記ジェネレータの発電電力と該バッテリにより駆動される走行用モータと、
前記ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの吸蔵量を検出する吸蔵量検出手段と、
前記吸蔵量検出手段で検出されたＮＯｘの吸蔵量が所定量以上のときに、前記エンジンの運転状態を、理論空燃比よりもリーンな空燃比でのリーン運転状態から理論空燃比以下のリッチな空燃比でのリッチ運転状態へ切換える空燃比変更手段と、
前記空燃比変更手段による前記リッチ運転状態への切換えを、前記リーン運転状態で発電を行っている時間が前記ＮＯｘ触媒が活性化温度以上になるまで昇温されるのに必要十分な時間として設定される所定時間以上継続して行われていることを条件として許可する変更許可手段と、
前記吸蔵量検出手段で検出されるＮＯｘ吸蔵量が前記所定量以上のときに、前記リッチ運転状態への切換えが許可されないときは、その後に行われるリッチ運転状態での運転時間の延長分を、前記リッチ運転状態への切換えが許可されない時間が長いほど長くなるように設定する延長時間設定手段と、
を備え、
前記リッチ運転状態での運転時間が、最低の運転時間となる基本時間に対して、前記延長時間設定手段で設定された延長分の時間を加算した加算時間とされる、
ことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排気ガス浄化方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両、特に自動車にあっては、内燃機関つまりエンジンが搭載されると共に走行用モータが搭載されたハイブリッド車が増加している。ハイブリッド車にあっては、エンジンによってジェネレータを駆動することにより発電が行なわれ、発電された電力は、走行用モータへの給電やバッテリへの充電に用いられることになる。

【0003】

一方、燃費向上のために、エンジンを理論空燃比よりもリーンなリーン運転を行うことが行われている。そして、リーン運転に伴って排出されるＮＯｘ低減のために、排気通路にはＮＯｘ触媒が配設されることになる。特許文献１には、ハイブリッド車において、通常はリーン運転を行いつつ、ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ吸蔵量が増大したときに、エンジンの運転をリッチな空燃比で行うことにより、吸蔵されたＮＯｘをパージすることが開示されている。また、特許文献１には、駆動輪へ付与されるトータルトルクが、エンジンのリーン運転時とリッチ運転時とで変化しないように、モータトルクを制御することも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−６８８０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ハイブリッド車において、ジェネレータを駆動するエンジンのリーン運転を続けていると、ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ吸蔵量が上限値にまで増大してしまうことになる。この場合に、吸蔵しているＮＯｘをパージすべくエンジンをリッチ運転に切換えたとき、ＮＯｘ触媒が活性化温度にまで達していないと、効率よくＮＯｘをパージすることが不可能となる。このため、ＮＯｘ触媒の温度を検出する温度センサを別途設けて、この温度センサで検出されるＮＯｘ触媒の温度が活性化温度に対応した所定温度以上であることを条件として、リッチ運転へと切換えることが考えられる。しかしながら、この場合は、ＮＯｘ触媒の温度を検出する温度センサが別途必要になる。

【0006】

また、種々の観点から、ＮＯｘパージを極力頻繁に行うこと、例えばＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵に余裕がある状態となる例えば吸蔵量５０％以上となった時点で、リッチ運転に切換えてパージを行うことが考えられる。このような場合、ＮＯｘ触媒が活性化温度に達していないことが往々にして生じやすいものとなる。

【0007】

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、温度センサに依存することなくＮＯｘ触媒が活性化温度にまで達していることを確認して、ＮＯｘを効率よくパージできるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法及び装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するため、本発明方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
排気通路にＮＯｘ触媒が配設されたエンジンと、該エンジンにより駆動されるジェネレータと、該ジェネレータの発電電力が蓄電されるバッテリと、該ジェネレータの発電電力と該バッテリにより駆動される走行用モータと、を備えた内燃機関の排気ガス浄化方法であって、
前記ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの吸蔵量を検出する第１ステップと、
前記第１ステップで検出されたＮＯｘの吸蔵量が所定量以上のときに、前記エンジンの運転状態を、理論空燃比よりもリーンな空燃比でのリーン運転状態から理論空燃比以下のリッチな空燃比でのリッチ運転状態へ切換える第２ステップと、
を備え、
前記リッチ運転状態への切換えが、前記リーン運転状態で発電を行っている時間が前記ＮＯｘ触媒が活性化温度以上になるまで昇温されるのに必要十分な時間として設定される所定時間以上継続して行われていることを条件として許可され、
前記第１ステップで検出されるＮＯｘ吸蔵量が前記所定量以上のときに、前記リッチ運転状態への切換えが許可されないときは、その後に行われるリッチ運転状態での運転時間が延長され、
前記リッチ運転状態での運転時間が、最低の運転時間となる基本時間に対して、前記延長分の時間を加算した加算時間とされ、
前記延長分の時間が、前記リッチ運転状態への切換えが許可されない時間が長いほど長くされる、
ようにしてある。上記解決手法によれば、エンジンがリッチ運転状態へと切換えられたときは、あらかじめエンジンが発電を行いつつリーン運転されている時間が所定時間以上継続して行われていたときで、ＮＯｘ触媒が十分に活性化する温度にまで達しているときなので、リッチ運転を行ったのときのＮＯｘパージを効率よく行うことができる。また、ＮＯｘ触媒が活性化温度以上であるか否かを、発電を行っているリーン運転時間が所定時間以上継続して行われているか否かによって知るようにしてあるので、ＮＯｘ触媒の温度を検出するセンサを設けないようにすることが可能となる。

【0009】

また、ＮＯｘ触媒が活性化していないためにリッチ運転状態が許可されないことにより、ＮＯｘ触媒へのＮＯｘ吸蔵量がさらに増大することになるが、その後のリッチ運転時間が延長されることによりＮＯｘを十分にパージすることができる。特に、ＮＯｘ吸蔵量が少ない段階でもＮＯｘのパージを実行すること、つまり頻繁にＮＯｘのパージを行う場合に好適となる。

【0010】

さらに、リッチ運転状態が許可されない時間が長い分だけ延長時間を長くして、その後のＮＯｘパージを十分に行うことができる。

【0011】

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項８に記載のとおりである。すなわち、
前記リッチ運転状態へ切換えられた後は、吸蔵ＮＯｘのパージが終了されるまでの間に車両の加速が検出されても該リッチ運転状態が継続される、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、パージ中断を行わないようにして、ＮＯｘ触媒の温度が高い状態下でもってＮＯｘ触媒の再生を常に十分に行う上で好ましいものとなる。

【0012】

前記リッチ運転状態へ切換えられた後は、吸蔵ＮＯｘのパージが終了されるまでの間に車両の減速が検出されても該リッチ運転状態が継続される、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、請求項４に対応した効果と同様の効果を得ることができる。

【0013】

前記走行用モータの駆動要求電力が前記バッテリの出力電力よりも大きいときは、前記リッチ運転状態とすることが禁止される、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、走行用モータの駆動要求電力が大きくなる加速要求に十分応えて、加速性能を確保する上で好ましいものとなる。

【0014】

前記リーン運転状態は、一定負荷でかつ一定回転数で行われる、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、エンジンをもっとも効率のよい状態で運転して、燃費向上の上で好ましいものとなる。

【0015】

前記所定時間が１０秒以上とされている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、ＮＯｘ触媒（特に自動車で用いられるＮＯｘ触媒）を確実に活性化温度以上に昇温させることができ、その後のＮＯｘパージを確実に効率よく行うことができる。

【0016】

前記エンジンが、水素を燃料として運転される、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、排気ガス温度が低くなる傾向にある水素を燃料とする場合に、ＮＯｘを効率よくパージすることができる。

【0017】

前記リッチ運転状態とされたときは、発電が中止される、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、リッチ運転へと切換えたときに、空燃比のリッチ化によって燃焼性が向上することに伴うプリイグニッション発生や燃焼音増大を防止あるいは低減する上で好ましいものとなる。特に、エンジンを定回転かつ定負荷で運転しつつ水素を燃料とした場合に、リッチ運転状態でプリイグニッションや燃焼音増大が発生しやくなるが、このような場合でもプリイグニッション発生や燃焼音増大を防止あるいは低減することができる。

【0018】

前記目的を達成するため、本発明装置にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項９に記載のように、
排気通路にＮＯｘ触媒が配設されたエンジンと、
前記エンジンにより駆動されるジェネレータと、
前記ジェネレータの発電電力が蓄電されるバッテリと、
前記ジェネレータの発電電力と該バッテリにより駆動される走行用モータと、
前記ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの吸蔵量を検出する吸蔵量検出手段と、
前記吸蔵量検出手段で検出されたＮＯｘの吸蔵量が所定量以上のときに、前記エンジンの運転状態を、理論空燃比よりもリーンな空燃比でのリーン運転状態から理論空燃比以下のリッチな空燃比でのリッチ運転状態へ切換える空燃比変更手段と、
前記空燃比変更手段による前記リッチ運転状態への切換えを、前記リーン運転状態で発電を行っている時間が前記ＮＯｘ触媒が活性化温度以上となる所定時間以上継続して行われていることを条件として許可する変更許可手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１に対応した排気ガス浄化方法を実現するための排気ガス浄化装置を提供することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、温度センサに依存することなくＮＯｘ触媒が活性化温度にまで達していることを確認して、ＮＯｘを効率よくパージできる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る車両の全体構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示す車両の制御システムを示す図である。

【図3】本発明の制御例を示すタイムチャート。

【図4】図３の制御例を行うためのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両の全体構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示す車両の制御システムを示す図である。

【0022】

図１に示すように、本発明の実施形態に係る車両１は、所謂シリーズ式のハイブリッド車両であり、エンジン１０と、エンジン１０により駆動されるジェネレータ２０と、ジェネレータ２０により発電される電力が充電可能な高電圧・大容量のバッテリ３０と、エンジン１０の駆動によるジェネレータ２０の発電電力及びバッテリ３０の放電電力により駆動される走行用モータ４０とを有している。

【0023】

また、車両１では、ジェネレータ２０、バッテリ３０及び走行用モータ４０の間にインバータ５０が設けられ、インバータ５０を介してジェネレータ２０の発電電力をバッテリ３０及び／又は走行用モータ４０に供給することができるとともに、バッテリ３０の放電電力を走行用モータ４０に供給することができるように構成されている。

【0024】

走行用モータ４０は、ジェネレータ２０の発電電力及びバッテリ３０の放電電力の少なくとも一方が供給されることにより駆動され、この走行用モータ４０の駆動力がデファレンシャル装置６０を介して駆動輪としての左右の前輪６１、６２に伝達され、これによって、車両１が走行できるようになっている。なお、走行用モータ４０はジェネレータとしても作動可能であり、車両１の減速時にはジェネレータとして作動し、発電した電力をバッテリ３０に充電することができるようになっている。

【0025】

車両１では、エンジン１０は、ジェネレータ２０における発電のためにのみ用いられており、本実施形態では、エンジン１０として、これに限定されるものではないが、水素燃料タンク７０に貯留されている水素ガスが燃料として供給される水素エンジンが用いられる。

【0026】

図２に示すように、エンジン１０は、ツインロータ式のロータリエンジンであって、ロータハウジング１１のトロコイド面に３点で接して３つの作動室を画成するロータ１２を備え、該ロータ１２が回転することにより出力軸としてのエキセントリックシャフト１３が回転されるようになっている。

【0027】

エンジン１０では、ロータハウジング１１には吸気通路１４と排気通路１５が接続され、吸気通路１４には、スロットル弁１６と予混合方式によって燃料供給を行う場合に水素ガスを噴射するための水素インジェクタ１７とが設けられ、排気通路１５には、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化触媒８０が配設されている。この排気ガス浄化触媒８０は、ＮＯｘ触媒とされて、リーン運転時にＮＯｘを吸蔵する一方、リッチ運転されることにより吸蔵したＮＯｘがパージされる。

【0028】

ロータハウジング１１にはまた、水素ガスを噴射するための水素インジェクタ１８及び点火プラグ１９がロータハウジング１１の作動室を臨むようにして取り付けられている。なお、図２において吸気通路１４及び排気通路１５に図示した矢印は、吸気又は排気の流れを示している。

【0029】

また、車両１には、バッテリ３０に出入りする電流及びバッテリ３０の電圧を検出するバッテリ電流・電圧センサ（バッテリ残容量検出手段）１０１と、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１０２と、車速を検出する車速センサ１０３と、エンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０４と、空燃比を検出する空燃比センサ１０５とが搭載されている。なお、排気ガス浄化触媒８０の温度を検出する触媒温度検出センサは搭載されていない。

【0030】

車両１にはまた、該車両１に関係する構成を総合的に制御するコントロールユニット１００が設けられ、このコントロールユニット１００には、バッテリ電流・電圧センサ１０１、アクセル開度センサ１０２、車速センサ１０３、エンジン回転数センサ１０４、空燃比センサ１０５などからの各種信号が入力されるようになっている。コントロールユニット１００はまた、インバータ５０、スロットル弁アクチュエータ１０７、水素インジェクタ１７、１８及び点火プラグ１９などに制御信号を出力す
ることができるようになっている。

【0031】

コントロールユニット１００は、インバータ５０を制御することにより、走行用モータ４０の駆動を、バッテリ３０からの放電電力でのみ行う態様と、ジェネレータ２０からの発電電力でのみ行う態様と、バッテリ３０および燃料タンク２０の両方からの電力で行う態様とが切換可能となっている。

【0032】

コントロールユニット１００によって制御されるエンジン１０は、通常は、燃費向上のために、理論空燃比よりもリーンなリーン空燃比（例えば、空気過剰率λ＝２．３）で運転されると共に、燃費向上のためにもっとも効率のよい所定回転数での一定回転数（例えば２０００ｒｐｍ）での定回転数運転とされ、しかも定負荷運転とされる。

【0033】

ＮＯｘ触媒とされた排気ガス浄化触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量があらかじめ設定された所定量（ＮＯｘ吸蔵にまだ十分余裕がある量で、例えば５０％）以上に増大すると、エンジン１０は、理論空燃比またはそれ以下のリッチ空燃比となるリッチ運転状態に切換えられる（例えば、空気過剰率λ＝１での運転で、λは１未満であってもよい）。

【0034】

リッチ運転は、排気ガス浄化触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量が十分に低減されたある下限値（例えば０％）以下になるまで実行されるが、実施形態では、ＮＯｘ吸蔵量が下限値まで低減するのに十分な時間に設定された所定の基本時間（例えばＮＯｘ吸蔵量５０％に対応した例えば５秒）だけ行うようになっている。ただし、後述するように、リッチ運転状態への切換えが許可されない場合（禁止された場合）は、この許可されない時間分だけ、その後のリッチ運転時間が延長される（上記基本時間の例えば５秒に対して、延長時間が加算された時間だけリッチ運転される）。なお、エンジン回転数は、リーン運転時と同じ所定回転数での一定回転数とされる。勿論、排気ガス浄化触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量が十分に低減された後は、エンジン１０は再びリーン運転へと復帰されることになる。

【0035】

ここで、排気ガス浄化触媒８０に吸蔵されたＮＯｘをパージするためにリッチ運転を行う際に、エンジン１０がジェネレータ２０を駆動していて（発電を行っていて）、エンジン１０への駆動負荷が大きい場合がある。この場合、特に水素を燃料としており、しかも効率のよい定回転かつ定負荷運転を行っていることから、そのままではプリイグニッションが発生したり、燃焼音が増大してしまう可能性が極めて高くなる。

【0036】

本実施形態では、エンジン１０でジェネレータ２０を駆動している状態（発電している状態）において、リッチ運転へと切換えられたときは、エンジン１０の駆動負荷を低減するようにしてある。なお、エンジン１０への駆動負荷低減は、ジェネレータ２０での発電を行いつつ発電電力を低減する（例えば５０％にする）ことにより行うことができ、実施形態では、発電電力を０にするようにしてある。また、発電電力の調整は、例えば界磁巻線への供給電流を調整することにより行なうことができ、エンジン１０とジェネレータ２０との間にクラッチを有する場合は、クラッチの締結度合を調整することにより行うこともできる。

【0037】

図３は、本発明の制御例を示すタイムチャートである。この図３において、ｔ０時点においては、リーン運転状態での発電が行われており、これに伴いＮＯｘ触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量が徐々に増大される。ｔ１時点では、ＮＯｘ吸蔵量が、パージを開始する所定値（例えば５０％）にまで増大したときである。そして、ｔ０からｔ１時点までのリーン運転状態での発電時間が、所定時間（例えば１０秒）以上継続していたときである。このときは、ｔ１時点で、即座にリッチ運転に切換えられてパージが実行され、また発電が中止されてエンジン１０が無負荷運転とされる。

【0038】

ｔ１時点から開始されたパージは、ｔ２時点まで行われる。ｔ１からｔ２までのパージ時間は、ＮＯｘ触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量が所定値（例えば５０％）であるのに対応して、基本時間ｔ０（例えば５秒）とされる。

【0039】

パージが完了したｔ２時点からは、再び、リーン運転状態での発電が行われ、これに伴ってＮＯｘ触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量が徐々に増大される。ｔ３時点では、ＮＯｘ触媒８０のＮＯｘ吸蔵量が所定値（例えば５０％）に達している。ただし、ｔ３時点では、リーン運転状態での発電が再開されたｔ２時点からは、まだ所定時間継続していないときである。このときは、パージが、ｔ２時点からｔ３時点を経て所定時間経過したｔ４時点になったときから開始される。そして、ｔ５時点でパージが終了される。ｔ４からｔ５までのパージ時間は延長されて、ｔ１からｔ２までの基本時間ｔ０よりも長くされている。延長時間△ｔ０は、パージの禁止時間（ｔ３時点からｔ４時点までの時間）が長いほど長くなるように設定される。

【0040】

なお、一旦、リッチ運転に切り替えられ、パージが開始されると、車両の加速や減速が検出されても、基本時間t0（ｔ１〜ｔ２の間）又は、延長された時間（ｔ４〜ｔ５の間）が経過するまではリッチ運転状態が継続されるようにして、ＮＯｘ触媒の再生が十分に行われ、ＮＯｘ吸蔵量が下限値（例えば０％）となり、その後のＮＯｘ吸蔵量の推定精度を確保できるようにする。

【0041】

図４は、図３に示すような制御を行うためのフローチャートを示す。以下、このフローチャートについて説明するが、以下の説明でＱはステップを示す。まず、Ｑ１において、各種センサ等からの信号が読み込まれる。この後Ｑ２において、エンジン１０を発電運転する条件となっているか否かが判別される。すなわち、エンジン１０は、バッテリ３０の充電量（残容量）が所定値（例えば８０％）以上のときに発電運転が停止され、それ以外では発電運転されるようになっている。

【0042】

Ｑ２の判別でＮＯのときは、Ｑ１に戻る。Ｑ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、エンジン１０をリーン運転しつつ発電が行われる。Ｑ３の後、Ｑ４において、ＮＯｘ触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量が、あらかじめ設定された所定値（例えば５０％）以上であるか否かが判別される。なお、ＮＯｘ吸蔵量の算出は、例えば、リーン運転開始からのリーン運転時間に基づいて推定することができ、この他適宜の手法を採択できる。

【0043】

Ｑ４の判別でＮＯのときは、Ｑ１に戻る。Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５において、Ｑ４の判別でＹＥＳとなった時点まで、リーン運転での発電が所定時間（例えば１０秒）以上継続して行われていたか否かが判別される。上記所定時間は、ＮＯｘ触媒８０が活性化温度以上にまで昇温されるのに必要十分な時間として設定されている。

【0044】

Ｑ５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６において、走行用モータ４０の要求駆動電力が、バッテリ３０の出力電力よりも大きいか否かが判別される。このＱ６の判別でＮＯのときは、バッテリ３０の出力電力に余裕のあるときで、このときは、Ｑ７において、リッチ運転が開始されると共に、発電が０にされる（無負荷パージ）。リッチ運転開始によって、ＮＯｘ触媒８０に吸蔵されていたＮＯｘがパージされる。また、発電停止によってエンジン１０が実質的に無負荷運転とされるので、リッチ運転したことに起因するプリイグニッション発生や燃焼音増大が防止あるいは低減される。

【0045】

Ｑ７の後、Ｑ８において、リッチ運転開始から所定時間ｔｐが経過したか否かが判別される。この所定時間ｔｐは、ＮＯｘ触媒８０でのＮＯｘ吸蔵量５０％に対応した基本時間ｔ０（例えば５秒）に対して、後述する延長時間△ｔ０を加算した時間である。このＱ８の判別でＮＯのときは、Ｑ７に戻る。すなわち、一旦、リッチ運転に切り替えられ、パージが開始されると、車両の加速や減速が検出されても、所定時間ｔｐが経過するまではリッチ運転状態が継続される。Ｑ８の判別でＹＥＳのときは、パージ完了ということで、Ｑ９において、リッチ空燃比での無負荷運転が中止されて、リーン運転での発電が行われる状態へと復帰される。なお、Ｑ９では、ＮＯｘ触媒８０のＮＯｘ推定吸蔵量が０にリセットされる。

【0046】

前記Ｑ５での判別でＮＯのとき、あるいはＱ６の判別でＹＥＳのときはそれぞれ、Ｑ１０の処理を経た後、Ｑ１に戻る。Ｑ１０に移行されたときは、吸蔵ＮＯｘのパージが許可されないとき（禁止されているとき）である。このときは、Ｑ４での判別でＹＥＳとなった時点からのＮＯｘ触媒８０での吸蔵ＮＯｘ増加分だけ、延長時間△ｔ０が設定される。すなわち、その後のリッチ運転時間ｔｐが、基本時間ｔ０に対して、延長時間△ｔ０が加算された時間とされる。勿論、増加したＮＯｘ吸蔵量が多いほど、延長時間△ｔ０が長く設定されるが、延長時間には上限（例えば５秒）を設けることができる。Ｑ１０の処理によって、ＮＯｘパージが禁止されている時間分だけ、その後のパージ時間が延長されて、１回のパージでＮＯｘ触媒８０が常に十分に再生されるようになっている。

【0047】

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。エンジン１０としては、往復動型エンジンであってもよく、また燃料として水素以外の燃料を用いるエンジンあってもよい。パージ実行の際のエンジン１０の駆動負荷低減は、ジェネレータ２０の発電電力を０にする代わりに、発電は実行するものの例えば２０〜５０％まで発電電力を低減することにより行うようにしてもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明は、ＮＯｘ触媒による排気ガス浄化に好適である。

【符号の説明】

【0049】

１０：エンジン
１５：排気通路
１７，１８：燃料噴射弁
１９：点火プラグ
２０：ジェネレータ
３０：バッテリ
４０：走行用モータ
７０：水素タンク
８０：排気ガス浄化触媒（ＮＯｘ触媒）
１００：コントロールユニット（制御手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】