特許 7435514 内燃機関の排気浄化システム

(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】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】内燃機関の排気浄化システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20240214BHJP

   F01N 3/32 20060101ALI20240214BHJP

   F01N 3/22 20060101ALI20240214BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20240214BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20240214BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240214BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20240214BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

F01N3/08 G

F01N3/32 A

F01N3/22 301X

F01N3/22 311Z

F02D29/02 Z

B60K6/46 ZHV

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60W20/16

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021043312

(22)【出願日】2021-03-17

(65)【公開番号】P2022143002

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本城 文紀

【審査官】木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１１３５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７８８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１９４５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／０８

Ｆ０１Ｎ ３／３２

Ｆ０１Ｎ ３／２２

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

Ｂ６０Ｋ ６／４６

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ ２０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気通路に設けられた選択還元触媒と、
前記選択還元触媒の上流の排気通路に尿素水を供給する尿素添加弁と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記内燃機関の停止時に、前記排気通路に尿素水を供給し、前記選択還元触媒に所定量のアンモニアを吸着するよう構成されている停止時制御部と、
前記内燃機関の始動時に、前記選択還元触媒の温度上昇に伴い前記選択還元触媒から脱離する放出アンモニア量が、前記内燃機関から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、前記内燃機関の運転状態を決定するよう構成されている始動時制御部と、を備えた、内燃機関の排気浄化システムであって、
前記尿素添加弁の上流の前記排気通路には過給機のタービンが設けられており、
前記タービンの上流の前記排気通路と前記尿素添加弁の上流の前記排気通路とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する切替弁と、をさらに備え、
前記始動時制御部は、前記内燃機関の運転状態を制御するとき、前記切替弁により、前記バイパス通路を開放するよう構成されている、内燃機関の排気浄化システム。

【請求項2】

内燃機関の排気通路に設けられた選択還元触媒と、
前記選択還元触媒の上流の排気通路に尿素水を供給する尿素添加弁と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記内燃機関の停止時に、前記排気通路に尿素水を供給し、前記選択還元触媒に所定量のアンモニアを吸着するよう構成されている停止時制御部と、
前記内燃機関の始動時に、前記選択還元触媒の温度上昇に伴い前記選択還元触媒から脱離する放出アンモニア量が、前記内燃機関から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、前記内燃機関の運転状態を決定するよう構成されている始動時制御部と、を備えた、内燃機関の排気浄化システムであって、
前記尿素添加弁の上流の前記排気通路に空気を供給するエアポンプを、さらに備え、
前記停止時制御部は、前記排気通路に尿素水を供給するとき、前記エアポンプを駆動して前記排気通路に空気を供給するよう構成されている、内燃機関の排気浄化システム。

【請求項3】

前記始動時制御部は、
前記選択還元触媒の温度を取得する触媒温度取得部と、
前記選択還元触媒の温度に基づき、前記選択還元触媒で浄化可能なＮＯｘ量を算出するＮＯｘ量算出部と、
前記ＮＯｘ量を浄化するために必要なアンモニア量を算出するアンモニア量算出部と、
前記放出アンモニア量が前記アンモニア量になるよう前記選択還元触媒の温度を上昇させるための排気温度である要求排気温度を算出する要求排気温度算出部と、
前記内燃機関から排出されるＮＯｘ量が前記ＮＯｘ量になり、かつ、排気温度が前記要求排気温度になる、前記内燃機関の動作点を求める運転状態決定部と、を備える、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。

【請求項4】

前記始動時制御部は、
前記選択還元触媒の温度を取得する触媒温度取得部と、
前記内燃機関を始動したときの前記選択還元触媒の温度に基づき、予め記憶されたマップから、前記内燃機関の動作点を求める運転状態決定部と、を備える、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。

【請求項5】

前記尿素添加弁の上流の前記排気通路に空気を供給するエアポンプを、さらに備え、
前記停止時制御部は、前記排気通路に尿素水を供給するとき、前記エアポンプを駆動して前記排気通路に空気を供給するよう構成されている、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。

【請求項6】

前記内燃機関は、蓄電装置の電力で駆動される走行用モータを備えるとともに前記蓄電装置への充電が可能なハイブリッド車両に搭載されており、
前記内燃機関は、前記蓄電装置への充電を行うジェネレータを駆動するものであり、
前記制御装置は、決定された前記運転状態となるよう、前記内燃機関と前記ジェネレータを制御するよう構成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の排気浄化システム、および内燃機関の排気浄化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化システムとして、排気通路に噴射された尿素水からアンモニアを生成し、生成したアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元する選択還元触媒を備えた排気浄化システムが知られている。たとえば、特開２０１８－１７８８５０号公報（特許文献１）には、内燃機関の停止時に、選択還元触媒の温度に応じて尿素水の噴射量を制御し、選択還元触媒に吸着するアンモニアの量を最適な値とすることにより、アンモニアが外部に排出されること（アンモニアのスリップ）を抑制しつつ、吸着したアンモニアを利用して再始動時のＮＯｘ浄化を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１７８８５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

再始動を含む、内燃機関の始動時において、選択還元触媒の温度が低く、選択還元触媒が十分に活性化していない場合がある。この場合、ＮＯｘの浄化のためには、選択還元触媒を早期に暖機することが望ましい。しかし、選択還元触媒の温度が急速に高くなると、吸着されていたアンモニアが多量に放出され、アンモニアのスリップが生じる可能性がある。

【0005】

本開示は、再始動時を含む、内燃機関の始動時において、選択還元触媒に吸着されていたアンモニアのスリップを抑止しつつ、選択還元触媒の暖機を可能とすることを、目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元触媒と、選択還元触媒の上流の排気通路に尿素水を供給する尿素添加弁と、制御装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムである。制御装置は、内燃機関の停止時に、排気通路に尿素水を供給し、選択還元触媒に所定量のアンモニアを吸着するよう構成されている停止時制御部と、内燃機関の始動時に、選択還元触媒の温度上昇に伴い選択還元触媒から脱離する放出アンモニア量が、内燃機関から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、内燃機関の運転状態を決定するよう構成されている始動時制御部と、を備える。

【0007】

この構成によれば、尿素添加弁から排気通路に供給された尿素水が加水分解され、アンモニアが生成される。このアンモニアを還元剤として、内燃機関から排出されたＮＯｘを選択還元触媒で、還元浄化する。内燃機関の停止時には、内燃機関への燃料供給は停止しているため、内燃機関から排出されるＮＯｘの量は、実質的にゼロである。したがって、内燃機関の停止時に、排気通路に供給された尿素水から生成したアンモニアは、選択還元触媒に吸着される。制御装置の停止時制御部は、内燃機関の停止時に、排気通路に尿素水を供給し、選択還元触媒に所定量のアンモニアを吸着させる。

【0008】

選択還元触媒に吸着されているアンモニアは、選択還元触媒の温度上昇に伴い脱離し、選択還元触媒から放出される。制御装置の始動時制御部は、内燃機関の始動時に、選択還元触媒の温度上昇に伴い選択還元触媒から脱離する放出アンモニア量が、内燃機関から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、内燃機関の運転状態を決定する。したがって、内燃機関の始動時に、選択還元触媒の温度上昇に伴い選択還元触媒から脱離したアンモニアは、内燃機関から排出されたＮＯｘを浄化することによって消費され、選択還元触媒に吸着していたアンモニアが外部に排出されること（アンモニアのスリップ）を抑止しつつ、選択還元触媒の暖機を行うことが可能になる。

【0009】

内燃機関は、蓄電装置の電力で駆動される走行用モータを備えるとともに蓄電装置への充電が可能なハイブリッド車両に搭載されてよい。内燃機関は、蓄電装置への充電を行うジェネレータを駆動するものであり、制御装置は、決定された運転状態となるよう、内燃機関とジェネレータを制御するよう構成してよい。

【0010】

この構成によれば、ハイブリッド車両は、走行用モータを制御することにより、走行制御される。そして、決定された運転状態、たとえば、決定された燃料噴射量および回転数（回転速度）になるよう、内燃機関およびジェネレータが制御される。したがって、ハイブリッド車両の走行に影響を与えることなく、内燃機関の排気浄化システムを作動ことができる。

【0011】

本開示の内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元触媒と、選択還元触媒の上流の排気通路に尿素水を供給する尿素添加弁と、を備えた内燃機関の排気浄化方法である。内燃機関の排気浄化方法は、内燃機関の停止時に、排気通路に尿素水を供給し、選択還元触媒に所定量のアンモニアを吸着し、内燃機関の始動時に、選択還元触媒の温度上昇に伴い選択還元触媒から脱離する放出アンモニア量が、内燃機関から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、内燃機関の運転状態を決定し、決定した運転状態で内燃機関を制御する。

【0012】

この構成によれば、内燃機関の停止時に、排気通路に供給された尿素水から生成したアンモニアは、選択還元触媒に吸着され、内燃機関の始動時に、選択還元触媒の温度上昇に伴い選択還元触媒から脱離する放出アンモニア量が、内燃機関から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、内燃機関が制御される。したがって、内燃機関の始動時に、選択還元触媒の温度上昇に伴い選択還元触媒から脱離したアンモニアは、内燃機関から排出されたＮＯｘを浄化することによって消費され、選択還元触媒に吸着していたアンモニアのスリップを抑止しつつ、選択還元触媒の暖機を行うことが可能になる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、再始動時を含む、内燃機関の始動時において、選択還元触媒に吸着されていたアンモニアのスリップを抑止しつつ、選択還元触媒の暖機を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成図である。

【図2】エンジン１の概略構成図である。

【図3】Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００で実行される、エンジン停止時制御の処理を示すフローチャートである。

【図4】アンモニア吸着可能量ＱａとＳＣＲ触媒温度Ｔｃの関係を示す図である。

【図5】ＳＣＲ触媒７４に吸着されているアンモニアの量（吸着アンモニア量）Ｑを算出する概略フローチャートである。

【図6】Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００で実行される、エンジン始動時制御の処理を示すフローチャートである。

【図7】ＳＣＲ触媒温度ＴｃとＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量Ｎ（ＮＯｘ浄化可能量Ｎ）の関係を示す図である。

【図8】Ｓ３４の処理を示した図である。

【図9】エンジン１におけるＮＯｘ排出量を表すマップである。

【図10】エンジン１における排気温度を表すマップである。

【図11】エンジン停止持制御、およびエンジン始動時制御が実行された際における、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃ、吸着アンモニア量Ｑの変化を説明する図である。

【図12】変形例１におけるＳ３４の処理を示す図である。

【図13】変形例２において、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００で実行されるエンジン始動時制御の処理を示すフローチャートである。

【図14】変形例２において、エンジン１の動作点を決定するマップである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0016】

図１は、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化システムを搭載したハイブリッド車両Ｖの全体構成図である。ハイブリッド車両Ｖは、エンジン１と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」と称する。）２と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」と称する。）３と、第１インバータ４と、第２インバータ５と、昇圧コンバータ（双方向コンバータ）６と、蓄電装置７と、駆動輪８を備える。

【0017】

エンジン１は、排気浄化装置を備えた、圧縮自己着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）であり、その詳細は後述する。第１ＭＧ２および第２ＭＧ３は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。

【0018】

ハイブリッド車両Ｖはシリーズハイブリッド車であり、第１ＭＧ２は、エンジン１によって駆動される発電機（ジェネレータ）として用いられる。第１ＭＧ２が発電した交流電力は、第１インバータ４によって直流電力に変換され、昇圧コンバータ６を介して蓄電装置７に供給し、蓄電装置７を充電する。このとき、昇圧コンバータ６は、降圧回路として動作する。また、第１ＭＧ２が発電した電力は、第２インバータ５を介して第２ＭＧ３へ供給される。第１インバータ４は、蓄電装置７から供給された直流電力を、第１ＭＧ２を駆動するための交流電力に変換して、第１ＭＧ２を用いて、エンジン１をクランキング、あるいは、モータリングするようにしてもよい。

【0019】

第２ＭＧ３は、主として電動機として動作し、駆動輪８を駆動する。第２ＭＧは、本開示の「走行用モータ」に相当する。第２ＭＧ３は、蓄電装置７からの電力および第１ＭＧ２の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動され、第２ＭＧ３の駆動力は駆動輪８に伝達される。一方、ハイブリッド車両Ｖの制動時や下り坂では、第２ＭＧ３は、発電機として動作して回生発電を行なう。第２ＭＧ３が発電した電力は、第２インバータ５を介して蓄電装置７に充電される。また、第２インバータ５は、昇圧コンバータ６で昇圧された蓄電装置７の直流電力を、第２ＭＧ３を駆動するための交流電力に変換する。

【0020】

蓄電装置７は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置７は、第１ＭＧ２および第２ＭＧ３の少なくとも一方が発電した電力を受けて充電される。そして、蓄電装置７は、その蓄えられた電力を第２インバータ５、および第１インバータ４へ供給する。なお、蓄電装置７として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。

【0021】

蓄電装置７には、監視ユニット７ａが設けられる。監視ユニット７ａには、蓄電装置７の電圧、入出力電流および温度をそれぞれ検出する電圧センサ、電流センサおよび温度センサ（いずれも図示せず）が含まれる。監視ユニット７ａは、各センサの検出値（蓄電装置７の電圧、入出力電流および温度）をＢＡＴ－ＥＣＵ１１０に出力する。

【0022】

ハイブリッド車両Ｖは、さらに、ＨＶ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０と、各種センサ１２０と、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００とを備える。ＨＶ－ＥＣＵ１００、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０、およびＥ／Ｇ－ＥＣＵ２００は、ＣＡＮ（Controller Area Network）１５０を通じて互いに通信可能に構成されている。

【0023】

ＨＶ－ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）等を含み、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）に記憶された情報、各種センサ１２０からの情報、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００からの情報に基づいて、所定の演算処理を実行する。そして、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、演算処理の結果に基づいて、第１インバータ４，第２インバータ５、および昇圧コンバータ６を制御するとともに、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００に指令を出力する。

【0024】

ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を含む（いずれも図示せず）。ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０は、監視ユニット７ａからの蓄電装置７の入出力電流および／または電圧の検出値に基づいて蓄電装置７の蓄電量を示すＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。ＳＯＣは、たとえば、蓄電装置７の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で表される。そして、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０は、算出されたＳＯＣをＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。なお、ＨＶ－ＥＣＵ１００においてＳＯＣを算出してもよい。

【0025】

図２は、エンジン１の概略構成図である。エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、エンジン本体１０のシリンダ（気筒）１２に形成された燃焼室に、燃料噴射弁（インジェクター）１４から燃料を噴射し、圧縮自己着火を行う内燃機関である。エンジン１の吸気通路２０には、エアクリーナ２２、インタークーラ２４、および吸気絞り弁（電子制御スロットル）２６が設けられており、エアクリーナ２２で異物が除去された新気（空気）は、ターボ過給機３０のコンプレッサ３２で過給（圧縮）され、インタークーラ２４で冷却されて、吸気マニホールド２８に供給され、吸気ポートから各燃焼室に供給される。

【0026】

燃焼室から排出される排気（排気ガス）は、排気マニホールド５０に集められ、排気通路５２を介して、外気に放出される。また、排気の一部は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路６０を介して、吸気マニホールド２８に還流される。ＥＧＲ通路６０には、ＥＧＲクーラ６２とＥＧＲ弁６４が設けられる。

【0027】

排気通路５２には、上流側から、ターボ過給機３０のタービン３４、酸化触媒７０、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）７２、選択還元触媒７４、酸化触媒７６が設けられている。酸化触媒７０は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）に酸化し、排気中の炭化水素（ＨＣ）を水（Ｈ_２Ｏ）とＣＯ_２に酸化する。また、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ_２）に酸化する。これは、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元反応は、ＮＯとＮＯ_２が１：１の比率のとき、反応速度が速いため、ディーゼルエンジンの排気中にはＮＯが多く含まれているため、排気中のＮＯをＮＯ_２に酸化して、ＮＯとＮＯ_２の比を１：１に近づけるためである。

【0028】

ＤＰＦ７２は、排気中の微粒子を捕集し、捕集した微粒子を適宜燃焼除去することにより、浄化する。選択還元触媒（以下、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒とも称する）７４は、排気中のＮＯｘを還元浄化する。ＳＣＲ触媒７４の詳細は後述する。酸化触媒７６は、ＳＣＲ触媒７４から排出された（スリップした）アンモニアを酸化して浄化する。

【0029】

ＳＣＲ触媒７４は、たとえば、セラミック担体に銅（Ｃｕ）イオン交換ゼオライトを触媒として担持したものであり、アンモニア（ＮＨ３）を還元剤として用いることにより、高い浄化率を示すものである。還元剤として利用するアンモニアは、ＳＣＲ触媒７２の上流の排気通路に供給した尿素水を加水分解することにより生成する。ＳＣＲ触媒７４の上流の排気通路には、尿素添加弁（尿素水噴射インジェクター）８０が設けられ、尿素水タンク８２から図示しないポンプによって圧送される尿素水を、尿素添加弁８０から、ＳＣＲ触媒「７４の上流の排気通路５２に噴射する。

【0030】

排気通路５２から分岐して、ターボ過給機３０のタービン３４を迂回するバイパス通路５４が設けられており、バイパス通路５４の下流端には、バイパス通路５４を開閉（連通／遮断）する切替弁９０が設けられている。バイパス通路５４には、エアポンプ４０が設けられており、エアポンプ４０が駆動されると、バイパス通路５４に外気（空気）が供給される。

【0031】

上記のように構成されたエンジン１では、排気中のＮＯｘは、ＳＣＲ触媒７４によって還元浄化される。ＳＣＲ触媒７４において、排気中のＮＯｘを良好に浄化するためには、ＳＣＲ触媒７４が十分に活性化しており、アンモニアとＮＯｘの反応速度が速いことが望ましい。たとえば、ＳＣＲ触媒７４が２００℃以上のとき、良好な浄化性能が得られる。

【0032】

還元剤としてのアンモニアは、尿素添加弁８０から供給された尿素水が加水分解することにより生成される。尿素水の加水分解は、所定温度以上で反応が進行するので、排気通路５２内の温度が所定温度以上であるときに、尿素添加弁８０から尿素水が噴射される。たとえば、排気通路５２内の温度が１６０℃以上であるときに、尿素水が供給される。

【0033】

エンジン１の始動時には、排気温度が低く、排気通路５２内の温度が低い。このため、尿素水を加水分解してアンモニアを生成することができない。この点を解決するため、エンジン１の停止時に、尿素水を加水分解して生成したアンニアを、ＳＣＲ触媒７４に吸着（保持）しておく。そして、エンジン１の始動時の排気温度が低いとき、ＳＣＲ触媒７４に吸着しているアンモニアを用いて、排気中のＮＯｘを浄化する。

【0034】

ＳＣＲ触媒７４に吸着しているアンモニアは、ＳＣＲ触媒７４の温度が上昇すると、ＳＣＲ触媒７４から脱離し、放出される。このとき、ＳＣＲ触媒７４の温度が低く、十分に活性化していないと、放出された（脱離した）アンモニアは、ＮＯｘと反応することなく、ＳＣＲ触媒７４の下流に排出され、アンモニアのスリップが発生する。また、排気中のＮＯｘも浄化されることなく、排出される。

【0035】

本実施の形態では、エンジン１の始動時に、ＳＣＲ触媒７４の温度上昇に伴いＳＣＲ触媒７４から脱離するアンモニアの量（放出アンモニア量）が、エンジン１から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量以上にならないように、エンジン１の運転状態を制御して、アンモニアのスリップを抑制する。

【0036】

エンジン１の運転状態を制御するＥ／Ｇ－ＥＣＵ２００は、ＨＶ－ＥＣＵ１００と同様に、ＣＰＵ２１０、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）２２０、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）等を含み、各種センサ１２０からの情報、ＨＶ-ＥＣＵ１００からの情報に基づいて、所定の演算処理を実行する。

【0037】

各種センサ１２０は、たとえば、アクセルペダルセンサ１２１、エンジン回転数センサ１２２、ＳＣＲ触媒上流側温度センサ１２３、ＳＣＲ触媒下流側温度センサ１２４、外気温センサ１２５を含む。アクセルペダルセンサ１２１は、ユーザによるアクセルペダル操作量（以下「アクセル開度」ともいう）ＡＰを検出する。エンジン回転数センサ１２２は、エンジン１の回転速度（回転数）ＮＥを検出する。ＳＣＲ触媒上流側温度センサ１２３は、ＳＣＲ触媒７４の直上流側の排気通路５２内の雰囲気温度である上流側温度Ｔｕを検出する。ＳＣＲ触媒下流側温度センサ１２４は、ＳＣＲ触媒７４の直下流側の排気通路５２内の雰囲気温度である下流側温度Ｔｄを検出する。外気温センサ１２５は、外気温度ＴＨＡを検出する。なお、排気通路５２内を排気が流通しているとき、上流側温度Ｔｕは、ＳＣＲ触媒７４の上流の排気温度であり、下流側温度Ｔｄ」は、ＳＣＲ触媒７４の下流の排気温度である。

【0038】

図３は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００で実行される、エンジン停止時制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、蓄電装置７のＳＣＯが上限値になり、ＨＶ－ＥＣＵ１００からエンジン停止指令が出力されたとき、あるいは、図示しないパワースイッチが押下され、ハイブリッド車両Ｖのシステムを停止する際に、エンジン１への燃料噴射（燃料供給）を停止してエンジン１を停止したあとに、実行される。まず、ステップ１０（以下、ステップをＳと略す）で、ＳＣＲ触媒７４の温度であるＳＣＲ触媒温度Ｔｃを取得する。たとえば、上流側温度Ｔｕと下流側温度Ｔｄの平均値をＳＣＲ触媒温度Ｔｃとして取得する。

【0039】

続く、Ｓ１１では、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１以上か否かを判定する。所定値Ｔ１は、尿素水の加水分解が適正に行われてアンモニアを生成可能な最低温度であり、たとえば、１６０℃であってよい。ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１以上であると、肯定判定され、Ｓ１２へ進む。

【0040】

Ｓ１２において、ＳＣＲ触媒７４に吸着されている（保持されている）アンモニアの量（吸着アンモニア量）Ｑが、ＳＣＲ触媒７４のアンモニア吸着可能量Ｑａ未満であるか否かを判定する。アンモニア吸着可能量Ｑａは、ＳＣＲ触媒７４で吸着可能なアンモニア量の上限値である。図４は、アンモニア吸着可能量ＱａとＳＣＲ触媒温度Ｔｃの関係を示す図である。図４に示すように、アンモニア吸着可能量Ｑａは、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが低いほど、大きな値になる。したがって、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが低いほど、ＳＣＲ触媒７４は、多量のアンモニアを吸着することができる。アンモニア吸着可能量Ｑａは、たとえば、図４の関係を用いて、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃから算出する。

【0041】

図５は、ＳＣＲ触媒７４に吸着されているアンモニアの量（吸着アンモニア量）Ｑを算出する概略フローチャートである。このフローチャートは、ハイブリッド車両Ｖのシステムが作動しているとき、所定期間毎に繰り返し処理される。Ｓ２０では、前回、このルーチンが処理されてから、今回のルーチンが開始されるまでの間に、エンジン１から排出されたＮＯｘ量ΣＮＯｘを算出する。たとえば、燃料噴射量と回転数ＮＥをパラメータとしたマップからＮＯｘ排出量を求め、求めたＮＯｘ排出量を積算することより、ＮＯｘ量ΣＮＯｘを算出する。

【0042】

Ｓ２１では、前回、このルーチンが処理されてから、今回のルーチンが開始されるまでの間に、生成されたアンモニア量Σｑを算出する。たとえば、この間に尿素添加弁８０から排気通路５２に供給された尿素水の量から、アンモニア量Σｑを算出する。

【0043】

続くＳ２２では、吸着アンモニア量Ｑを「Ｑ＝Ｑ（ｎ－１）＋Σｑ－（ｋ＊ΣＮＯｘ）」として算出する。Ｑ（ｎ－１）は、吸着アンモニア量Ｑの前回値であり、ｋはアンモニアとＮＯｘの反応における当量比から求めた係数である。

【0044】

Ｓ２３では、Ｓ２２で算出した吸着アンモニア量Ｑが、アンモニア吸着可能量Ｑａ以下か否かを判定する。アンモニア吸着可能量Ｑａは、たとえば、図４の関係を用いて、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃから算出する。吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａより大きい場合、否定判定されＳ２４へ進み、吸着アンモニア量Ｑをアンモニア吸着可能量Ｑａとして、Ｓ２５へ進む。S２３で、吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａ以下の場合は、肯定判定されＳ２５へ進む。

【0045】

Ｓ２５では、今回算出した吸着アンモニア量Ｑを、前回値Ｑ（ｎ－１）としてメモリに記憶し、今回のルーチンを終了する。

【0046】

図３に戻り、Ｓ１２では、図５のＳ２２、あるいはＳ２４で算出した吸着アンモニア量Ｑとアンモニア吸着可能量Ｑａを比較する。吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａ未満である場合は、肯定判定されＳ１３へ進む。Ｓ１３では、切替弁９０を駆動してバイパス通路５４を開放（連通）するとともに、エアポンプ４０を駆動してバイパス通路５４を介して、ＳＲＣ触媒７４上流の排気通路５２に外気（空気）を供給する。そして、尿素添加弁８０から尿素水を噴射する。尿素水の噴射量（供給量）は、所定値であってよく、あるいは、アンモニア吸着可能量Ｑａと吸着アンモニア量Ｑの差に応じた（比例した）値であってよい。Ｓ１３を処理すると、Ｓ１０へ戻る。

【0047】

吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａ以上である場合は、Ｓ１２で否定判定されＳ１４へ進む。Ｓ１４では、エアポンプ４０が駆動されているときは、駆動を停止する。なお、尿素添加弁８０から尿素水の噴射は、行われない。Ｓ１４を処理すると、Ｓ１０へ戻る。

【0048】

Ｓ１１で、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１未満であり、否定判定されるとＳ１５へ進む。Ｓ１５では、停止処理を行う。たとえば、今回の処理が、ＨＶ－ＥＣＵ１００からエンジン停止指令が出力されたときに実行されたのであれば、エアポンプ４０が駆動されているときは、駆動を停止し、次回の始動（再始動）の指令待ちの状態とし、また、尿素水の供給を禁止し、今回のルーチンを終了する。たとえば、今回の処理が、パワースイッチが押下され、ハイブリッド車両Ｖのシステムを停止する際に実行されたのであれば、エアポンプ４０が駆動されているときは、駆動を停止し、燃料ポンプ等の他のエンジン１関連の機器も停止して、ルーチンを終了する。

【0049】

以上のように、図３に示した、エンジン停時制御が実行されることにより、エンジン１が停止した際、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１未満になるまで、尿素水が供給されアンモニアが生成されて、ＳＣＲ触媒７４にアンモニアが吸着される。尿素水は、吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａになるまで供給される。これにより、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃの低下に伴い、図４に示す、アンモニア吸着可能量Ｑａのラインに沿って、吸着アンモニア量Ｑが増加する。そして、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１になると、吸着アンモニア量Ｑは、アンモニア吸着可能量Ｑａの最大値に相当するＱｈになる。なお、図３のエンジン停止時制御の実行中に、エンジン１の始動（再始動）が要求された場合には、その時点で、エンジン停止持制御は終了する。

【0050】

図６は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００で実行される、エンジン始動時制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン１の始動時に処理される。たとえば、蓄電装置７のＳＣＯが所定値以下になり、ＨＶ－ＥＣＵ１００からエンジン始動指令が出力されたとき、あるいは、図示しないパワースイッチが押下され、ハイブリッド車両Ｖのシステムが起動されると、第１ＭＧ２によってエンジン１がクランキングされ、エンジン１が始動すると、まず、Ｓ３０において、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃを取得する。たとえば、Ｓ１０と同様に、上流側温度Ｔｕと下流側温度Ｔｄの平均値をＳＣＲ触媒温度Ｔｃとして取得してよい。

【0051】

続くＳ３１では、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値ＴＡ以上か否かを判定する。所定値ＴＡは、ＳＣＲ触媒７４が十分に活性化する温度であり、たとえば、所定値ＴＡは、２００℃であってよい。ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値ＴＡ未満であり、否定判定されるとＳ３１へ進む。

【0052】

Ｓ３２では、切替弁９０を駆動してバイパス通路５４を開放（連通）したあと、Ｓ３３へ進む。Ｓ３３では、ＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量Ｎを算出する。図７は、ＳＣＲ触媒温度ＴｃとＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量Ｎ（ＮＯｘ浄化可能量Ｎ）の関係を示す図である。ＮＯｘ浄化可能量Ｎは、たとえば、単位時間当たりに浄化可能なＮＯｘ量であり、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが低いときには、アンモニアとＮＯｘの反応速度が遅いため、ＮＯｘ浄化可能量Ｎは小さい値になる。また、ＳＣＲ触媒７４が十分に活性化する温度である所定値ＴＡ以上では、ＳＣＲ触媒７４の容量に依存した値になる。Ｓ３３では、図７に示した関係から、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃに基づき、ＮＯｘ浄化可能量Ｎを算出する。

【0053】

続く、Ｓ３４では、ＮＯｘ浄化可能量Ｎを用いて、エンジン１の動作点を算出し、決定する。図８は、Ｓ３４の処理を示した図である。Ｓ３４１では、エンジン１から排出されるＮＯｘの量（ＮＯｘ排出量）が、ＮＯｘ浄化可能量Ｎなる動作線Ｄｎを算出する。図９は、エンジン１におけるＮＯｘ排出量を表すマップである。このマップは、予め実験等により作成され、メモリ２２０に記憶されている。ＮＯｘ排出量は、たとえば、単位時間当たりに、エンジン１から排出されるＮＯｘの量である。図９において、横軸はエンジン回転数ＮＥであり、縦軸は燃料噴射量Ｆｑである。ディーゼルエンジンにおいては、一般的に、負荷が高いほど（燃料噴射量Ｆｑが多いほど）ＮＯｘ排出量が多くなり、また、エンジン回転数ＮＥが高いほどＮＯｘ排出量が多くなる。図９において、曲線は、ＮＯｘ排出量が同じであるエンジン１の動作線である。Ｓ３４１では、図９に示すマップから、ＮＯｘ排出量がＮＯｘ浄化可能量Ｎになる動作線Ｄｎを抽出する。なお、図９のマップにおいて、ＮＯｘ排出量がＮＯｘ浄化可能量Ｎより大きい動作線しか抽出できない場合は、最もＮＯｘ排出量が小さな動作線を動作線Ｄｎとして抽出する。

【0054】

続くＳ３４２では、ＮＯｘ浄化可能量ＮのＮＯｘを浄化するのに必要なアンモニア量Ｎａを算出する。たとえば、アンモニアとＮＯｘの反応における当量比から、ＮＯｘ浄化可能量ＮのＮＯｘを浄化するのに必要なアンモニア量Ｎａを算出する。

【0055】

Ｓ３４３では、ＳＣＲ触媒７４に吸着しているアンモニアが、アンモニア量Ｎａだけ脱離するために必要な排気温度である要求排気温度Ｔｅを算出する。たとえば、現在の吸着アンモニア量Ｑとアンモニア量Ｎａから、目標とするアンモニア吸着可能量Ｑａｔを求め（Ｑａｔ＝Ｑ－Ｎａ）、図４に示した、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃとアンモニア吸着可能量Ｑａとの関係を用いて、目標とするアンモニア吸着可能量Ｑａｔになる目標ＳＣＲ触媒温度Ｔｃｔを求める。そして、目標ＳＣＲ触媒温度Ｔｃｔと現在のＳＣＲ触媒温度Ｔｃから、アンモニア量Ｎａを脱離（放出）するために必要なＳＣＲ触媒７４の昇温量ΔＴ（＝Ｔｃｔ－Ｔｃ）（℃）を求める。そして、現在のＳＣＲ触媒温度Ｔｃ、ＳＣＲ触媒７４の熱容量、および昇温量ΔＴ（℃）から、要求排気温度Ｔｅを算出する。

【0056】

続くＳ３４４では、Ｓ３４１で抽出した動作線Ｄｎ上において、排気温度が要求排気温度Ｔｅになる動作点を求める。図１０は、エンジン１における排気温度を表すマップである。このマップは、予め実験等により作成され、メモリ２２０に記憶されている。図１０において、横軸はエンジン回転数ＮＥであり、縦軸は燃料噴射量Ｆｑである。図１０において、曲線は、排気温度が同じであるエンジン１の動作線である。ディーゼルエンジンにおいては、負荷が高いほど（燃料噴射量Ｆｑが多いほど）排気温度が高くなる。Ｓ３４４では、図１０のマップを用いて、Ｓ３４１で抽出した動作線Ｄｎ上において、排気温度が要求排気温度Ｔｅになる点を、エンジン１の動作点として算出し決定する。なお、排気温度が要求排気温度Ｔｅになる動作点がないときには（要求排気温度Ｔｅが、エンジン１の排気温度より、高い、あるいは、低い場合は）、排気温度が要求排気温度Ｔｅに最も近い点を、エンジン１の動作点として決定する。

【0057】

Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００は、Ｓ３４４で決定した動作点でエンジン１を制御する。たとえば、動作点における燃料噴射量になるように燃料噴射弁１４を駆動し、動作点におけるエンジン回転数ＮＥになるよう、第１ＭＧ２の負荷（発電量）の指令値をＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。

【0058】

図６に戻り、続くＳ３５では、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１以上か否かを判定する。ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１未満の場合は、尿素水の加水分解を行うことができないので、否定判定されＳ３０に戻り、処理を繰り返す。ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１以上の場合、肯定判定されＳ３６へ進む。

【0059】

Ｓ３６では、吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａ未満か否かを判定する。なお、アンモニア吸着可能量Ｑａは、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃに基づいて、図４に示す関係から算出される。吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａ以上の場合、否定判定されＳ３０に戻り、処理を繰り返す。吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａの場合は、肯定判定されＳ３７へ進む。

【0060】

Ｓ３７では、尿素添加弁８０から尿素水を噴射する。尿素水の噴射量（供給量）は、所定値であってよく、あるいは、アンモニア吸着可能量Ｑａと吸着アンモニア量Ｑの差に応じた（比例した）値であってよい。Ｓ３７を処理したあと、Ｓ３０へ戻り、処理を繰り返す。

【0061】

ＳＣＲ触媒７４の温度が上昇し、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値ＴＡ以上になり、ＳＣＲ触媒７４が十分に活性化すると、Ｓ３１で肯定判定されＳ３８に進む。Ｓ３８では、エンジン１の制御を通常制御（ＳＣＲ触媒７４の暖機終了後の制御）に戻し、エンジン始動時制御を終了する。なお、通常制御は、蓄電装置７のＳＯＣの状態に応じてＨＶ－ＥＣＵ１００から出力される指令に基づき、エンジン１を効率的な運転領域で運転する。また、エンジン１から排出されるＮＯｘ量に応じて、尿素添加弁８０から尿素水が噴射される。なお、通常制御においては、切替弁９０によって、バイパス通路５４は遮断（閉鎖）され、タービン３４を通過する排気によってターボ過給機３０が駆動される。

【0062】

図１１は、上記のエンジン停止持制御、およびエンジン始動時制御が実行された際における、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃ、吸着アンモニア量Ｑの変化を説明する図である。時刻ｔ１でエンジン１が停止し、エンジン停止持制御が開始されると、ＳＣＲ触媒７４の温度が低下し、時刻ｔ２でＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１以下になるまで、尿素水が供給されアンモニアが生成されて、ＳＣＲ触媒７４にアンモニアが吸着される。尿素水は、吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａになるまで供給される。これにより、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃの低下に伴い、図４に示す、アンモニア吸着可能量Ｑａのラインに沿って、吸着アンモニア量Ｑが増加する。時刻ｔ２でＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１以下になると、尿素水の供給が禁止される。このときの吸着アンモニア量Ｑは、アンモニア吸着可能量Ｑａの最大値Ｑｈに相当する。（吸着アンモニア量Ｑは、最大値Ｑｈである。）
時刻ｔ４でエンジン１が始動されると、ＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量（ＮＯｘ浄化可能量Ｎ）が排出され、かつ、排出されたＮＯｘ量を浄化するのに必要なアンモニア量ＮａがＳＣＲ触媒７４から脱離する排気温度になるような、動作点でエンジン１が運転される。

【0063】

エンジン１の始動後、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１に上昇した時刻を時刻ｔ４とすると、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、ＳＣＲ触媒７４の吸着アンモニア量Ｑは最大値Ｑｈ以下であるので、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃの上昇によって、ＳＣＲ触媒７４からアンモニアが脱離することはない。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、ＳＣＲ触媒７４に吸着されているアンモニアと排気中のＮＯｘが反応することにより、ＮＯｘが浄化され、これにともない、吸着アンモニア量Ｑが減少する。

【0064】

時刻ｔ４で、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値Ｔ１になると、尿素水の加水分解が適正に行われるので、尿素水の供給が許可され、ＳＣＲ触媒７４の吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａより小さい場合、吸着アンモニア量Ｑがアンモニア吸着可能量Ｑａになるよう、尿素添加弁８０から尿素水が噴射される（図６のＳ３５およびＳ３６）。この際、アンモニア吸着可能量Ｑａは、図４に示すように、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃの上昇に伴い減少する。

【0065】

ＳＣＲ触媒温度Ｔｃが所定値ＴＡに上昇し、ＳＣＲ触媒７４が十分に活性化する時刻をｔ５とすると、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間は、ＳＣＲ触媒７４の温度上昇に伴い、ＳＣＲ触媒７４から脱離し、吸着アンモニア量Ｑが減少する。この間は、ＳＣＲ触媒７４の温度上昇に伴い、ＳＣＲ触媒７４から脱離したアンモニアによって、主に、排気中のＮＯｘが浄化される。この際、ＳＣＲ触媒７４から脱離するアンモニア量は、エンジン１から排出されるＮＯｘ量を浄化するのに必要なアンモニア量Ｎａになるよう、排気温度が調整されてエンジン１が運転される（図８のＳ３４２～Ｓ３４４）。したがって、ＳＣＲ触媒７４から脱離する放出アンモニア量が、エンジン１から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないようにエンジン１の運転状態が決定され、エンジン１が運転されるので、ＳＣＲ触媒７４からアンモニアがスリップすることを抑止できる。

【0066】

本実施の形態によれば、エンジン１の停止時に、排気通路５２に尿素水を供給し、ＳＣＲ触媒７４に所定量のアンモニアを吸着させる。エンジン１の始動時に、ＳＣＲ触媒７４の温度上昇に伴いＳＣＲ触媒７４から脱離する放出アンモニア量が、エンジン１から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、エンジン１の運転状態を決定する。したがって、エンジン１の始動時に、ＳＣＲ触媒７４の温度上昇に伴いＳＣＲ触媒７４から脱離したアンモニアは、エンジン１から排出されたＮＯｘの浄化によって消費され、ＳＣＲ触媒７４に吸着していたアンモニアが外部に排出されること（アンモニアのスリップ）を抑止しつつ、ＳＣＲ触媒７４の暖機を行うことが可能になる。

【0067】

本実施の形態によれば、エンジン１の始動時のエンジン１の動作点は、ＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量（ＮＯｘ浄化可能量Ｎ）が排出され、かつ、ＮＯｘ浄化可能量ＮのＮＯｘを浄化するのに必要なアンモニア量（アンモニア量Ｎａ）がＳＣＲ触媒７４から脱離する排気温度になるよう決定されている。したがって、ＳＣＲ触媒７４がＮＯｘを浄化可能な範囲内で、排気温度が速やかに上昇するようエンジン１の動作点が決定されるので、アンモニアのスリップを抑制しつつ、ＳＣＲ触媒７４の暖機を早期に完了することができる。また、切替弁９０によってバイパス通路５４を開放し、エンジン１の排気を、ターボ過給機３０のタービン３４を迂回してＳＣＲ触媒７４に流入するので、タービン３４によって排気熱が奪われることなく、ＳＣＲ触媒７４を、早期に暖機することができる。

【0068】

本実施の形態によれば、エンジン１は、ハイブリッド車両Ｖに搭載され、発電機（ジェネレータ）である第１ＭＧ２を駆動する。ハイブリッド車両Ｖの走行制御は、走行用モータである第２ＭＧ３の出力を制御することによって行われる。したがって、ハイブリッド車両Ｖの動力性能に影響をおよぼすことなく、エンジン始動時制御を実行でき、好適に、ＳＣＲ触媒７４のアンモニアスリップを抑止しつつ、ＳＣＲ触媒７４の暖機を行うことが可能になる。なお、本実施の形態では、ハイブリッド車両Ｖとしてシリーズハイブリッド車を説明した。しかし、ハイブリッド車両Ｖとして、たとえば、第１ＭＧ２と第２ＭＧ３とを、遊星歯車装置から構成された動力分割機構で連結した、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車であってもよい。

【0069】

本実施の形態によれば、バイパス通路５４にエアポンプ４０を設け、エンジン停止時制御において、尿素添加弁８０から尿素水を噴射する際に、エアポンプ４０を駆動し排気通路５２に空気（外気）を供給している。これにより、尿素添加弁８０から噴射された尿素水、および、尿素水から生成されたアンモニアが、ＳＣＲ触媒７４へ良好に流入し、エンジン停止時制御によって、ＳＣＲ触媒７４が好適にアンモニアを吸着することができる。なお、エアポンプ４０は、尿素添加弁８０の上流の排気通路５２へ空気を供給できればよく、たとえば、ＤＰＦ７２と尿素添加弁８０の間の排気通路５２にエアポンプ４０を設けてもよい。また、エアポンプ４０を設けることなく、エンジン停止持制御において、尿素添加弁８０から尿素水を噴射する際に、第１ＭＧ２でエンジン１をモータリングすることにより、排気通路５２に空気を供給するようにしてもよい。

【0070】

本実施の形態では、エンジン１としてディーゼルエンジンを説明したが、エンジン１はガソリンエンジン（火花点火式エンジン）であってもよい。

【0071】

なお、本実施の形態における、エンジン停止持制御（図３）が、本開示の「停止制御部」に相当し、エンジン始動時制御（図６）が、本開示の「始動時制御部」に相当する。また、図６のＳ３０等が本開示の「触媒温度取得部」に相当し、Ｓ３３が本開示の「ＮＯｘ量算出部」に相当する。図８のＳ３４２が本開示の「アンモニア量算出部」に相当し、Ｓ３４３が本開示の「要求排気温度算出部」に相当し、Ｓ３４４が本開示の「運転状態決定部」に相当する。

【0072】

（変形例１）
上記の実施の形態では、図８に示す処理によって、始動時のエンジン１の動作点（運転状態）を決定しが、図８に示した処理を、図１２に示す処理に変更してもよい。図１２は、変形例１におけるＳ３４の処理を示す図である。

【0073】

図１２示した処理は、図８に示した処理に対して、Ｓ３４１をＳ３４１ａに変更し、Ｓ３４４をＳ３４４ａに変更している。Ｓ３４４ａでは、エンジン１の排気温度が、Ｓ３４３で算出した要求排気温度Ｔｅとなる動作線Ｄｔを、図１０のマップから抽出する。なお、排気温度が要求排気温度Ｔｅになる動作線Ｄｔがないときには（要求排気温度Ｔｅが、エンジン１の排気温度より、高い、あるいは、低い場合は）、排気温度が要求排気温度Ｔｅに最も近い動作線を、動作線Ｄｔとして抽出する。

【0074】

続くＳ３４１ａにおいて、図９のマップを用いて、Ｓ３４４ａで抽出した動作線Ｄｔ上において、ＮＯｘ排出量がＮＯｘ浄化可能量Ｎになる点を、エンジン１の動作点として算出し、決定する。なお、図９のマップにおいて、ＮＯｘ排出量がＮＯｘ浄化可能量Ｎより大きい動作点しか算出できない場合は、最もＮＯｘ排出量が小さな動作点、エンジン１の動作点として算出する。

【0075】

この変形例１においても、上記の実施の形態と同様に、エンジン１の始動時のエンジン１の動作点は、ＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量（ＮＯｘ浄化可能量Ｎ）が排出され、かつ、ＮＯｘ可能浄化量ＮのＮＯｘを浄化するのに必要なアンモニア量（アンモニア量Ｎａ）がＳＣＲ触媒７４から脱離する排気温度になるよう決定される。したがって、ＳＣＲ触媒７４がＮＯｘを浄化可能な範囲内で、排気温度が速やかに上昇するようエンジン１の動作点が決定されるので、アンモニアのスリップを抑制しつつ、ＳＣＲ触媒７４の暖機を早期に完了することができる。

【0076】

（変形例２）
図１３は、変形例２において、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００で実行されるエンジン始動時制御の処理を示すフローチャートである。図６に示したフローチャートに対して、Ｓ３２およびＳ３４が、Ｓ４０に変更されており、その他の処理は、図６と同様であるので、その説明を省略する。

【0077】

エンジン１の始動時において、エンジン１の運転状態に応じた、始動後のＳＣＲ触媒７４の温度上昇カーブは、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃと外気温度ＴＨＡを用いて、予め実験等によって求めることができる。エンジン１の運転状態に応じた、始動後にエンジン１から排出されるＮＯｘ量も、予め実験等によって求めることができる。また、ＳＣＲ触媒温度Ｔｃの上昇により、始動後にＳＣＲ触媒７４から脱離しする放出アンモニア量についても、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃを用いて、予め実験等により求めることができる。変形例２においては、エンジン１の始動後における運転状態（エンジン１の動作点）を、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃと外気温度ＴＨＡをパラメータとしたマップとして、予め実験により適合値として求めておき、このマップから、エンジン１の動作点を算出し、決定する。

【0078】

Ｓ３２で、切替弁９０を駆動してバイパス通路５４を開放（連通）したあと、Ｓ４０へ進む。Ｓ４０では、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃ（Ｓ３０が最初に処理されたときのＳＣＲ触媒温度Ｔｃであってよい）と、外気温センサ１２５で検出した外気温度ＴＨＡに元づいて、図１４に示すマップから、エンジン１の動作点Ｄ＊を算出し、決定する。

【0079】

図１４は、変形例２において、エンジン１の動作点を決定するマップである。このマップは、予め実験等により求め、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００のメモリ２２０に格納されている。動作点Ｄ＊は、エンジン１の燃料噴射量Ｆｑと回転速度ＮＥを決定するものであり、図１４のマップでは、横軸が始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃであり、縦軸が外気温度ＴＨＡである。このマップは、予め実験等により、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃと外気温度ＴＨＡをパラメータとして、ＳＣＲ触媒７４の温度上昇に伴いＳＣＲ触媒７４から脱離する放出アンモニア量が、エンジン１から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないような動作点Ｄ＊として求められる。始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃが高いほど、ＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量が多い。また、外気温度ＴＨＡが高いほど、ＳＣＲ触媒７４の温度は、上昇し易い。したがって、エンジン１およびＳＣＲ触媒７４の特性にもよるが、一般的に、図１４に示したマップは、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃが高いほど、エンジン１から排出されるＮＯｘ量が多くなり、外気温度ＴＨＡが高いほど、排気温度が低くなるような、エンジン１の動作点Ｄ＊になる。

【0080】

Ｓ４０で、エンジン１の動作点Ｄ＊を算出し、決定すると、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ２００は、動作点における燃料噴射量になるように燃料噴射弁１４を駆動し、動作点におけるエンジン回転数ＮＥになるよう、第１ＭＧ２の負荷（発電量）の指令値をＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。

【0081】

この変形例２においても、上記の実施の形態と同様に、エンジン１の始動時のエンジン１の動作点は、ＳＣＲ触媒７４で浄化可能なＮＯｘ量（ＮＯｘ浄化可能量Ｎ）が排出され、かつ、ＮＯｘ可能浄化量ＮのＮＯｘを浄化するのに必要なアンモニア量（アンモニア量Ｎａ）がＳＣＲ触媒７４から脱離する排気温度になるよう決定される。したがって、ＳＣＲ触媒７４がＮＯｘを浄化可能な範囲内で、排気温度が速やかに上昇するようエンジン１の動作点が決定されるので、アンモニアのスリップを抑制しつつ、ＳＣＲ触媒７４の暖機を早期に完了することができる。

【0082】

なお、変形例２においては、始動時のＳＣＲ触媒温度Ｔｃと外気温度ＴＨＡを用いて、図１４のマップからエンジン１の動作点Ｄ＊を決定していた。しかし、始動時に決定した動作点Ｄ＊の燃料噴射量Ｆｑあるいは回転数ＮＥの少なくとも一方を、現在のＳＣＲ触媒温度Ｔｃで補正してもよい。この場合、ＳＣＲ触媒７４から脱離するアンモニア量とエンジン１から排出されるＮＯｘ量を、より精度良く制御することが可能になる。

【0083】

本開示における実施態様を例示すると、次のような態様を例示できる。
１）内燃機関（１）の排気通路（５２）に設けた選択還元触媒（７４）と、選択還元触媒（７４）の上流の排気通路（５２）に尿素水を供給する尿素添加弁（８０）と、制御装置（２００）と、を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、制御装置（２００）は、内燃機関（１）の停止時に、排気通路（５２）に尿素水を供給し、選択還元触媒（７４）に所定量のアンモニアを吸着するよう構成されている停止時制御部（Ｓ１０～Ｓ１５）と、内燃機関（１）の始動時に、選択還元触媒（７４）の温度上昇に伴い選択還元触媒（７４）から脱離する放出アンモニア量が、内燃機関（１）から排出されたＮＯｘの浄化によって消費される量を超えないように、内燃機関（１）の運転状態を決定するよう構成されている始動時制御部（Ｓ３０～Ｓ３８、Ｓ４０）と、を備えた内燃機関の排気浄化システム。

【0084】

２）１において、選択還元触媒（７４）で吸着可能なアンモニア量の上限値であるアンモニア吸着可能量（Ｑａ）は、選択還元触媒（７４）の温度の上昇に伴い減少し、始動時制御部は、選択還元触媒（７４）に吸着されているアンモニア量が、選択還元触媒（７４）の温度上昇に伴い、アンモニア吸着可能量（Ｑａ）に一致するよう、内燃機関（１）の運転状態を決定する。

【0085】

３）１または２において、停止時制御部は、選択還元触媒（７４）に吸着されるアンモニア量が、選択還元触媒（７４）の温度の低下に伴い増大するアンモニア吸着可能量（Ｑａ）と一致するよう、排気通路（５２）に尿素水を供給し、選択還元触媒（７４）の温度が、尿素水を加水分解できる温度（Ｔ１）以下になったとき、尿素水の供給を禁止する。

【0086】

今回開示された実施の形態は、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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。

【符号の説明】

【0087】

１ エンジン、２ 第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）、３ 第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）、４ 第１インバータ、５ 第２インバータ、６ 昇圧コンバータ、７ 蓄電装置、７ａ 監視ユニット、８ 駆動輪、１０ エンジン本体、１２ シリンダ（気筒）、１４ 燃料噴射弁、２０ 吸気通路、２２ エアクリーナ、２４ インタークーラ、２６ 吸気絞り弁、２８ 給気マニホールド、３０ ターボ過給機、３２ コンプレッサ、３４ タービン、４０ エアポンプ、５０ 排気マニホールド、５２ 排気通路、５４ バイパス通路、６０ ＥＲＧ通路、６２ ＥＧＲクーラ、６４ ＥＧＲ弁、７０ 酸化触媒、７２ ＤＰＦ、７４ 選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、７６ 酸化触媒、８０ 尿素添加弁、８２ 尿素水タンク、９０ 切替弁、１００ ＨＶ－ＥＣＵ、１１０ ＢＡＴ－ＥＣＵ、１２０ 各種センサ、１２１ アクセルベダルセンサ、１２２ エンジン回転数センサ、１２３ ＳＣＲ触媒上流側温度センサ、１２４ ＳＣＲ触媒下流側温度センサ、１２５ 外気温センサ、２００ Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ、２１０ ＣＰＵ、２２０ メモリ、Ｖ ハイブリッド車両。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】