JP2010038147A - Engine exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン停止時における排気浄化装置の再生制御を好適に実行可能にする技術を提供する。
【解決手段】排気浄化装置41より下流側の排気通路43と吸気通路42とを接続するLPL−EGR通路44と、LPL−EGR弁45と、第2スロットル弁22と、を備え、EV走行モードにおいて、LPL−EGR弁45を開弁し、第2スロットル弁22を閉弁し、MG1によってエンジン1を低速モータリングすることにより、排気浄化装置41から流出する高温の排気を、LPL−EGR通路44、吸気通路42、排気通路43、排気浄化装置41を含む循環経路内で循環させながら、排気浄化装置41内の触媒の再生制御を行う。触媒温度が高温に保つことができる。フィルタ再生では、連続的に空気を導入できる。NOx還元制御ではリッチスパイクによる燃料添加量を低減できる。
【選択図】図3The present invention provides a technique for suitably performing regeneration control of an exhaust purification device when an engine is stopped.
An EV travel mode includes an LPL-EGR passage 44, an LPL-EGR valve 45, and a second throttle valve 22 that connect an exhaust passage 43 and an intake passage 42 downstream of the exhaust purification device 41. , The LPL-EGR valve 45 is opened, the second throttle valve 22 is closed, and the engine 1 is low-speed motored by the MG 1 so that the high-temperature exhaust gas flowing out from the exhaust gas purification device 41 is supplied to the LPL-EGR passage. 44, regeneration control of the catalyst in the exhaust purification device 41 is performed while circulating in a circulation path including the intake passage 42, the exhaust passage 43, and the exhaust purification device 41. The catalyst temperature can be kept high. In filter regeneration, air can be continuously introduced. In the NOx reduction control, the amount of fuel added due to the rich spike can be reduced.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、エンジンの排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an engine exhaust purification system.
ディーゼルハイブリッド車両において、エンジンが停止されるEV走行時にパティキュレートフィルタ(以下、フィルタ)の再生制御を実行する技術として、EV走行開始前にエンジンを低温燃焼させることによりフィルタの昇温制御を行うことによって、EV走行開始後にフィルタにおけるPM酸化反応を進行し易くした技術が知られている(特許文献1を参照)。この技術では、EV走行中のPM酸化反応が進行するために必要な酸素が不足する場合には、エンジンをモータリングすることによってフィルタに空気を供給するようにしている。 In a diesel hybrid vehicle, as a technique for performing regeneration control of a particulate filter (hereinafter referred to as a filter) during EV travel in which the engine is stopped, temperature increase control of the filter is performed by burning the engine at a low temperature before EV travel is started. Thus, a technique for facilitating the PM oxidation reaction in the filter after the start of EV traveling is known (see Patent Document 1). In this technique, when oxygen necessary for the PM oxidation reaction during EV traveling proceeds, air is supplied to the filter by motoring the engine.
ディーゼルハイブリッド車両において、エンジンが停止されるEV走行時に吸蔵還元型NOx触媒(以下、NOx触媒)の還元制御を実行する技術として、EV走行時にモータアシストターボを正転・逆転駆動しつつリッチスパイクを行うことによって、NOx触媒において還元雰囲気を作り出し、NOx還元反応の進行を促進させることを図った技術が知られている(特許文献2を参照)。
上記特許文献1に記載の技術において、エンジンをモータリングすることによってフィルタに空気を供給すると、フィルタの温度が低下する可能性がある。そのため、PMの酸化反応が好適に進行するために必要な高温状態にフィルタの温度を保つためには、連続的なエンジンモータリングにより連続的にフィルタに空気を供給することが難しい。そのため、PMの酸化反応が好適に進行するために十分な酸素をフィルタに供給することができず、フィルタの再生速度が遅いという問題があった。
In the technique described in
上記特許文献2に記載の技術では、モータアシストターボの正転・逆転を繰り返す際のモータアシストターボの消費電力が大きく、燃費悪化を招く可能性があるという問題があった。
The technique described in
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンが停止された状態における排気浄化装置の再生制御を好適に実行可能にする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a technique that can suitably execute the regeneration control of the exhaust purification device in a state where the engine is stopped.
上記目的を達成するため、本発明のエンジンの排気浄化システムは、
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust purification system for an engine of the present invention comprises:
An exhaust purification device disposed in the exhaust passage of the engine;
Regeneration control means for performing regeneration control for recovering the exhaust purification capacity of the exhaust purification device;
Exhaust circulation means for circulating at least part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device in a circulation path including the exhaust purification device;
With
When performing the regeneration control when the fuel supply to the engine is stopped, the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means.
ここで、「エンジンへの燃料供給停止時」には、燃料カットによりエンジンの回転が停止している状態の他、燃料の燃焼エネルギー以外の何らかの外部からのエネルギーによってエンジンが回転している状態も含まれるものとする。 Here, “when the fuel supply to the engine is stopped” includes not only the state where the engine has stopped due to the fuel cut but also the state where the engine is rotating due to some external energy other than the combustion energy of the fuel. Shall be included.
再生制御の実行中に排気浄化装置から流出するガスは高温になる。本発明によれば、この高温のガスを排気循環手段によって排気浄化装置を含む循環経路内で循環させるので、排気浄化装置に高温のガスが流入し続ける状態を作り出すことができる。従って、エンジンへの燃料供給停止時に再生制御を行う場合においても、排気浄化装置の温度が低下することを抑制でき、排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能となる。 During the regeneration control, the gas flowing out from the exhaust purification device becomes high temperature. According to the present invention, since this high-temperature gas is circulated in the circulation path including the exhaust purification device by the exhaust circulation means, it is possible to create a state in which the high-temperature gas continues to flow into the exhaust purification device. Therefore, even when the regeneration control is performed when the fuel supply to the engine is stopped, the temperature of the exhaust purification device can be suppressed from decreasing, and the regeneration control of the exhaust purification device can be suitably executed.
本発明における上記排気の循環経路は、例えば、上記本発明の構成において、
排気浄化装置より下流側の排気通路とエンジンの吸気通路とを接続するEGR通路を備えることによって、
排気浄化装置から流出した排気の少なくとも一部が、排気浄化装置より下流側の排気通路、EGR通路、吸気通路、エンジン、排気浄化装置より上流側の排気通路を経て排気浄化装置に流入するように構成された循環経路として構成することがすることができる。
The exhaust gas circulation path in the present invention is, for example, in the configuration of the present invention described above
By providing an EGR passage that connects the exhaust passage downstream of the exhaust purification device and the intake passage of the engine,
At least a part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device flows into the exhaust purification device via the exhaust passage downstream of the exhaust purification device, the EGR passage, the intake passage, the engine, and the exhaust passage upstream of the exhaust purification device. It can be configured as a configured circulation path.
この場合、この循環経路内で、エンジン停止状態において排気浄化装置から流出する排気を循環させるためには、例えば、上記本発明の構成において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、駆動軸に駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用して、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するEV走行モードで動作することが可能であり、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によってエンジンを回転させるようにすれば良い。
In this case, in order to circulate the exhaust gas flowing out from the exhaust emission control device when the engine is stopped in this circulation path, for example, in the configuration of the present invention described above,
The engine;
A power source other than the engine, capable of outputting a driving force to a driving shaft, and capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
Applied to a hybrid system that outputs a required driving force to the driving shaft by at least one of
The hybrid system can operate in an EV traveling mode in which fuel supply to the engine is stopped and a required driving force is output to the driving shaft only by the power source,
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
The engine may be rotated by the power source.
或いは、上記の循環経路内で、エンジン停止状態において排気浄化装置から流出する排気を循環させるためには、例えば、上記本発明の構成において、
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも駆動軸に駆動力を出力可能な第1の動力源と、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な第2の動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用して、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記第1の動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するEV走行モードで動作することが可能であり、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第2の動力源によって前記エンジンを回転させるようにしても良い。
Alternatively, in order to circulate the exhaust gas flowing out from the exhaust emission control device when the engine is stopped in the circulation path, for example, in the configuration of the present invention,
The engine;
A power source other than the engine, and a first power source capable of outputting a driving force to at least the driving shaft;
A power source other than the engine, at least a second power source capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
Applied to a hybrid system that outputs a required driving force to the driving shaft by at least one of
The hybrid system can operate in an EV traveling mode in which fuel supply to the engine is stopped and a required driving force is output to the driving shaft only by the first power source,
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
The engine may be rotated by the second power source.
こうすることで、エンジンが停止状態となるEV走行モードにおいても、再生制御中の排気浄化装置から流出する高温の排気を、上記の循環経路内で循環させることができる。更に、スロットル弁が閉じ側の開度に変更されるので、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内を循環するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。 By doing so, even in the EV traveling mode in which the engine is stopped, the high-temperature exhaust gas flowing out from the exhaust purification device under regeneration control can be circulated in the circulation path. Furthermore, since the throttle valve is changed to the opening on the closing side, the amount of low temperature fresh air flowing into the circulation path can be reduced. As a result, the temperature of the gas circulating in the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature.
従って、再生制御手段は、EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、上記のように構成された排気循環手段によって排気の循環を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することによって、再生制御実行時の排気浄化装置の温度を高温に維持することができる。これにより、エンジン停止時においても、好適に再生制御を実行することが可能となる。 Therefore, when the regeneration control unit executes the regeneration control when the engine is stopped in the EV traveling mode, the regeneration control unit executes the regeneration control of the exhaust purification device while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit configured as described above. Thus, the temperature of the exhaust emission control device when the regeneration control is executed can be maintained at a high temperature. As a result, it is possible to suitably execute the regeneration control even when the engine is stopped.
上記構成において、排気循環手段は、EGR弁を全開とし、及び/又は、スロットル弁を全閉としても良い。こうすることで、排気浄化装置から流出する高温の排気の循環量をより増加させ、及び/又は、吸気通路に流入する低温の新気の循環量をより減少させることができる。 In the above configuration, the exhaust circulation means may fully open the EGR valve and / or fully close the throttle valve. By doing so, it is possible to increase the circulation amount of the hot exhaust gas flowing out from the exhaust purification device and / or further reduce the circulation amount of the low temperature fresh air flowing into the intake passage.
上記の構成において、ハイブリッドシステムが、非エンジン動力源として、駆動軸及びエンジンに動力を出力可能な動力源を有する構成とした場合には、当該非エンジン動力源は、EV走行モードにおいて駆動軸に出力すべき要求駆動力を出力した残りの余剰動力を、エンジンをモータリングするための動力に充てるように構成することができる。このような非エンジン動力源は、例えば駆動軸及びエンジンに動力を出力可能且つその動力の出力先を駆動軸及び/又はエンジンに切り替え可能に構成されたモータとして構成することができる。 In the above configuration, when the hybrid system has a power source capable of outputting power to the drive shaft and the engine as a non-engine power source, the non-engine power source is connected to the drive shaft in the EV traveling mode. The remaining surplus power that has output the required driving force to be output can be applied to the power for motoring the engine. Such a non-engine power source can be configured, for example, as a motor that can output power to the drive shaft and the engine and can switch the output destination of the power to the drive shaft and / or the engine.
また、上記の構成において、ハイブリッドシステムが、非エンジン動力源として、駆動軸に動力を出力可能な第1の動力源と、エンジンに動力を出力可能な第2の動力源と、を有する構成とした場合には、このような非エンジン動力源は、例えば少なくとも前記エンジンに動力を出力可能な第1モータと、少なくとも前記駆動軸に動力を出力可能な第2モータと、を有して構成することができる。 In the above configuration, the hybrid system includes a first power source capable of outputting power to the drive shaft and a second power source capable of outputting power to the engine as non-engine power sources. In this case, such a non-engine power source includes, for example, at least a first motor that can output power to the engine and at least a second motor that can output power to the drive shaft. be able to.
上記のように、停止状態のエンジンをハイブリッドシステムの非エンジン動力源によって回転させることによって循環経路内で排気を循環させる構成においては、
エンジンの排気バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング装置を備え、
再生制御手段は、EV走行モードにおけるエンジン停止時に再生制御を実行する場合、排気循環手段による前記排気の循環(非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって行う排気の循環)を行うとともに、可変バルブタイミング装置により排気バルブの開弁時期を前記排気の循環を行わない場合よりも進角させるようにしても良い。
As described above, in a configuration in which exhaust is circulated in the circulation path by rotating a stopped engine by a non-engine power source of the hybrid system,
Equipped with a variable valve timing device that can change the exhaust valve timing of the engine
When the regeneration control is executed when the engine is stopped in the EV traveling mode, the regeneration control means circulates the exhaust by the exhaust circulation means (exhaust circulation performed by rotating the engine by a non-engine power source) and a variable valve. The opening timing of the exhaust valve may be advanced by the timing device as compared with the case where the exhaust gas is not circulated.
こうすることで、シリンダ内で圧縮されて高温になった筒内ガスが、膨張行程での膨張やエンジンの冷却水による冷却によって温度低下する前に、シリンダ内から排気通路へ排出されるようにすることができる。従って、循環経路内を循環するガスの温度低下をより確実に抑制することができるので、再生制御実行時の排気浄化装置の温度をより確実に高温に維持することができる。 In this way, the in-cylinder gas that has been compressed and heated to a high temperature in the cylinder is discharged from the cylinder to the exhaust passage before the temperature drops due to expansion in the expansion stroke or cooling by the engine cooling water. can do. Therefore, since the temperature drop of the gas circulating in the circulation path can be more reliably suppressed, the temperature of the exhaust emission control device when executing the regeneration control can be more reliably maintained at a high temperature.
また、停止状態のエンジンを非エンジン動力源によって回転させることによって循環経路内で排気を循環させる構成においては、
吸気通路に設けられたコンプレッサと、排気通路に設けられたタービンと、を有するターボチャージャを備え、
このターボチャージャが、タービンに開度可変のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を変更することによってターボチャージャの過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャである場合には、
再生制御手段は、EV走行モードにおけるエンジン停止時に再生制御を実行する場合、排気循環手段による前記排気の循環(非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって行う排気の循環)を行うとともに、ノズルベーンの開度を前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するようにしても良い。
Further, in a configuration in which exhaust gas is circulated in the circulation path by rotating a stopped engine by a non-engine power source,
A turbocharger having a compressor provided in the intake passage and a turbine provided in the exhaust passage;
When the turbocharger is a variable capacity turbocharger having a nozzle vane having a variable opening in the turbine and capable of changing the supercharging efficiency of the turbocharger by changing the opening of the nozzle vane.
When performing regeneration control when the engine is stopped in the EV traveling mode, the regeneration control means circulates the exhaust gas by the exhaust circulation means (exhaust gas circulation performed by rotating the engine by a non-engine power source), and the nozzle vane The opening may be changed to an opening on the opening side rather than when the exhaust gas is not circulated.
こうすることで、タービンに流入する排気の熱エネルギーのうちタービンの回転エネルギーに変換されるエネルギーの量が減少するので、タービン通過後の排気の温度の低下を抑制することができる。従って、排気浄化装置に流入するガスの温度低下をより確実に抑制することができるので、再生制御実行時の排気浄化装置の温度をより確実に高温に維持することができる。 By doing so, the amount of energy converted into the rotational energy of the turbine out of the thermal energy of the exhaust flowing into the turbine is reduced, so that a decrease in the temperature of the exhaust after passing through the turbine can be suppressed. Therefore, since the temperature drop of the gas flowing into the exhaust purification apparatus can be more reliably suppressed, the temperature of the exhaust purification apparatus when executing the regeneration control can be more reliably maintained at a high temperature.
本発明において、エンジンへの燃料供給停止時に、排気浄化装置から流出する排気を、排気浄化装置を含む循環経路内で循環させるために、
前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、該タービンを排気のエネルギーによらずに回転駆動することが可能なターボアシスト動力源と、を有するターボチャージャと、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記エンジンの吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記バルブ制御手段によって前記吸気バルブ及び前記排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動するようにしても良い。
In the present invention, when the fuel supply to the engine is stopped, the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device is circulated in the circulation path including the exhaust purification device.
A turbocharger comprising: a compressor provided in an intake passage of the engine; a turbine provided in the exhaust passage; and a turbo-assist power source capable of rotating the turbine without depending on the energy of exhaust. ,
An EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and an intake passage of the engine;
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
Valve control means for controlling opening and closing of the intake valve and exhaust valve of the engine;
With
The exhaust circulation means
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
The valve control unit may control the intake valve and the exhaust valve to be in an open state, and the turbine may be rotationally driven by the turbo assist power source.
この場合、エンジンへの燃料供給停止時に、非エンジン動力源によるエンジン回転が行われないので、エンジンの回転は停止するが、バルブ制御手段によって吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態(すなわち、吸気バルブの開弁期間と排気バルブの開弁期間がオーバーラップするように吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御した状態)でエンジンの回転が停止することになるので、エンジンのシリンダはガスが自由に流通可能な状態となる。従って、上記のようにすれば、ターボアシスト動力源によって回転駆動されるタービンから流出する排気が、排気通路、排気浄化装置、EGR通路、吸気通路、エンジンのシリンダ、排気通路を経てタービンに流入するように、循環経路を構成することができる。よって、エンジン回転停止時においても、再生制御中の排気浄化装置から流出する高温の排気を、この循環経路内で循環させることができる。更に、スロットル弁が閉じ側の開度に変更されるので、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内を循環するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。 In this case, when the fuel supply to the engine is stopped, the engine is not rotated by the non-engine power source, so that the engine stops, but the intake valve and the exhaust valve are both opened by the valve control means (that is, Because the engine stops when the intake valve and the exhaust valve are opened and closed so that the valve opening period of the intake valve overlaps the valve opening period of the exhaust valve), the engine cylinders are free of gas. It will be in a state where it can be distributed. Therefore, according to the above, the exhaust gas flowing out from the turbine that is rotationally driven by the turbo assist power source flows into the turbine through the exhaust passage, the exhaust purification device, the EGR passage, the intake passage, the engine cylinder, and the exhaust passage. Thus, a circulation path can be configured. Therefore, even when the engine rotation is stopped, the high-temperature exhaust gas flowing out from the exhaust emission control device under regeneration control can be circulated in this circulation path. Furthermore, since the throttle valve is changed to the opening on the closing side, the amount of low temperature fresh air flowing into the circulation path can be reduced. As a result, the temperature of the gas circulating in the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature.
従って、再生制御手段は、エンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、上記のように構成された排気循環手段によって排気の循環を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することによって、再生制御実行時の排気浄化装置の温度を高温に維持することができる。これにより、エンジン停止時においても、好適に再生制御を実行することが可能となる。 Therefore, when the regeneration control unit executes the regeneration control when the engine is stopped, the regeneration control unit performs the regeneration control of the exhaust gas purification device while performing the exhaust gas circulation by the exhaust circulation unit configured as described above. The temperature of the exhaust emission control device at the time of execution can be maintained at a high temperature. As a result, it is possible to suitably execute the regeneration control even when the engine is stopped.
上記構成において、排気循環手段は、EGR弁を全開とし、及び/又は、スロットル弁を全閉としても良い。こうすることで、排気浄化装置から流出する高温の排気の循環量をより増加させ、及び/又は、吸気通路に流入する低温の新気の循環量をより減少させることができる。 In the above configuration, the exhaust circulation means may fully open the EGR valve and / or fully close the throttle valve. By doing so, it is possible to increase the circulation amount of the hot exhaust gas flowing out from the exhaust purification device and / or further reduce the circulation amount of the low temperature fresh air flowing into the intake passage.
また、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動するために要するエネルギーは、上述した非エンジン動力源によってエンジンを回転させる際に要するエネルギーと比較して少ない。これは、エンジンを回転させるためには、フリクションの大きいピストン系の可動部材を運動させる必要があるからである。従って、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行うようにすれば、燃費を向上させることもできる。 Further, the energy required for rotationally driving the turbine by the turbo assist power source is less than the energy required for rotating the engine by the non-engine power source described above. This is because in order to rotate the engine, it is necessary to move the piston-type movable member having a large friction. Therefore, if the exhaust gas is circulated by rotating the turbine with a turbo-assist power source, the fuel efficiency can be improved.
ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行う場合には、上記のようにエンジン回転停止時にエンジンの吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態となるように制御するバルブ制御手段を備えた構成とする代わりに、
前記排気浄化装置より上流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する第2のEGR通路と、
前記第2のEGR通路内を流れる排気の量を調節する第2のEGR弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第2のEGR弁を開弁し、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動するようにしても良い。
When exhaust circulation is performed by rotationally driving a turbine with a turbo assist power source, valve control is performed so that both the intake valve and the exhaust valve of the engine are opened when the engine stops rotating as described above. Instead of a configuration with means,
A second EGR passage connecting the exhaust passage upstream of the exhaust purification device and the intake passage;
A second EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the second EGR passage;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
The second EGR valve may be opened and the turbine may be rotationally driven by a turbo assist power source.
この場合、ターボアシスト動力源によって回転駆動されるタービンから流出する排気が、排気通路、排気浄化装置、EGR通路、吸気通路、第2のEGR通路、排気通路を経てタービンに流入するように、循環経路を構成することができる。つまり、第2のEGR通路は、エンジン運転時には、エンジンからの排気の一部を吸気通路に流入させるEGR装
置として機能し、エンジン停止時にターボアシスト動力源によって排気を循環させる場合には、吸気通路内のガスをエンジンを経由せずに排気通路に流入させる装置として機能する。
In this case, the exhaust gas flowing out from the turbine rotated by the turbo assist power source is circulated so as to flow into the turbine through the exhaust passage, the exhaust purification device, the EGR passage, the intake passage, the second EGR passage, and the exhaust passage. A route can be configured. In other words, the second EGR passage functions as an EGR device that causes a part of the exhaust from the engine to flow into the intake passage when the engine is operating, and when the exhaust is circulated by the turbo assist power source when the engine is stopped, the intake passage It functions as a device that causes the gas inside to flow into the exhaust passage without going through the engine.
従って、吸気バルブ及び/又は排気バルブが閉弁した状態でエンジンの回転が停止し、エンジンのシリンダをガスが自由に流通することができない状態である場合でも、再生制御中の排気浄化装置から流出する高温の排気を、この循環経路内で循環させることができる。更に、スロットル弁が閉じ側の開度に変更されるので、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内を循環するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。 Therefore, even if the engine stops rotating with the intake valve and / or the exhaust valve closed, and the gas cannot flow freely through the engine cylinder, it flows out of the exhaust purification device under regeneration control. The hot exhaust gas that circulates can be circulated in this circulation path. Furthermore, since the throttle valve is changed to the opening on the closing side, the amount of low temperature fresh air flowing into the circulation path can be reduced. As a result, the temperature of the gas circulating in the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature.
従って、再生制御手段は、エンジン回転停止時に前記再生制御を実行する場合、上記のように構成された排気循環手段によって排気の循環を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することによって、再生制御実行時の排気浄化装置の温度を降温に維持することができる。これにより、エンジン停止時においても、好適に再生制御を実行することが可能となる。 Accordingly, when the regeneration control unit executes the regeneration control when the engine stops, the regeneration control unit performs regeneration control by performing regeneration control of the exhaust purification device while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit configured as described above. The temperature of the exhaust emission control device at the time of control execution can be maintained at a reduced temperature. As a result, it is possible to suitably execute the regeneration control even when the engine is stopped.
上記構成において、排気循環手段は、EGR弁を全開とし、及び/又は、スロットル弁を全閉としても良い。こうすることで、排気浄化装置から流出する高温の排気の循環量をより増加させ、及び/又は、吸気通路に流入する低温の新気の循環量をより減少させることができる。 In the above configuration, the exhaust circulation means may fully open the EGR valve and / or fully close the throttle valve. By doing so, it is possible to increase the circulation amount of the hot exhaust gas flowing out from the exhaust purification device and / or further reduce the circulation amount of the low temperature fresh air flowing into the intake passage.
ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行うように排気循環手段を構成する場合、本発明の再生制御手段は、上述したハイブリッドシステムのEV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、当該排気循環手段による排気を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することができる。 When the exhaust circulation unit is configured to circulate the exhaust gas by rotationally driving the turbine with a turbo assist power source, the regeneration control unit of the present invention performs the regeneration control when the engine is stopped in the EV traveling mode of the hybrid system described above. When performing the above, regeneration control of the exhaust purification device can be performed while exhausting by the exhaust circulation means.
この場合、バッテリの充電状態による制約等に起因して、非エンジン動力源によるエンジン回転によってエンジンへの燃料供給停止時の排気の循環を行うことが難しい状況においても、エンジン停止時の排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能となる。 In this case, even in a situation where it is difficult to circulate the exhaust gas when the fuel supply to the engine is stopped due to engine rotation by the non-engine power source due to restrictions due to the state of charge of the battery, etc. It is possible to suitably execute the reproduction control.
また、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって排気の循環を行うように排気循環手段を構成する場合、本発明の再生制御手段は、いわゆるエコラン車両、すなわち、所定のエンジン停止条件において自動的にエンジンを停止させるとともに、該停止状態のエンジンを所定のエンジン始動条件において自動的に再始動させるエンジン自動停止始動制御手段を備えた車両において、エンジン停止条件におけるエンジン停止時に、当該排気循環手段による排気を行いながら、排気浄化装置の再生制御を実行することもできる。 When the exhaust circulation means is configured to circulate the exhaust gas by rotating the turbine with a turbo assist power source, the regeneration control means of the present invention is a so-called eco-run vehicle, that is, automatically in a predetermined engine stop condition. In the vehicle provided with the engine automatic stop start control means for automatically stopping the engine and automatically restarting the stopped engine under a predetermined engine start condition, the exhaust circulation means when the engine is stopped under the engine stop condition It is also possible to execute regeneration control of the exhaust purification device while performing exhaust according to the above.
この場合、エンジン停止時に外力によってエンジンを動作させるための動力源を有さない非ハイブリッド車両においても、エンジン停止時の排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能となる。 In this case, even in a non-hybrid vehicle that does not have a power source for operating the engine with external force when the engine is stopped, it is possible to suitably execute the regeneration control of the exhaust purification device when the engine is stopped.
本発明は、
排気浄化装置が、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
再生制御手段が、再生制御として、フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することによりフィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行するように構成されたエンジンの排気浄化システムに適用することができる。
The present invention
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means is applied to an engine exhaust purification system configured to execute filter regeneration control for recovering the exhaust purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected by the filter as regeneration control. can do.
この場合、再生制御手段は、エンジン停止時にフィルタ再生制御を実行する場合、フィ
ルタを含む循環経路内でフィルタから流出する高温の排気を循環させながら、フィルタ再生制御を実行するので、フィルタ再生制御実行中にフィルタの温度が低下することを抑制できる。従って、エンジン停止時のフィルタ再生制御を好適に実行することが可能となる。
In this case, when executing the filter regeneration control when the engine is stopped, the regeneration control means executes the filter regeneration control while circulating the high-temperature exhaust gas flowing out from the filter in the circulation path including the filter. It can suppress that the temperature of a filter falls inside. Therefore, it is possible to suitably execute the filter regeneration control when the engine is stopped.
本発明をエンジン停止時のフィルタ再生制御に適用する場合、フィルタの温度に応じて、フィルタから流出する排気の内排気循環手段によってフィルタを含む循環経路内で循環する排気の量、及び/又は、エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節するようにしても良い。 When the present invention is applied to filter regeneration control when the engine is stopped, the amount of exhaust gas circulated in the circulation path including the filter by the internal exhaust gas circulation means of the exhaust gas flowing out from the filter according to the temperature of the filter, and / or The amount of air flowing into the intake passage of the engine may be adjusted.
こうすることで、フィルタの温度がある許容上限温度を超えて高温になっていると判断できる場合に、フィルタ循環経路内で循環する排気の量を減少させたり、吸気通路に流入する新気の量を増加させたりすることにより、フィルタの温度を低下させることができるので、フィルタ再生制御においてフィルタが過昇温して破損することを抑制できる。 This makes it possible to reduce the amount of exhaust gas circulating in the filter circulation path or to reduce the amount of fresh air flowing into the intake passage when it can be determined that the filter temperature is higher than a certain allowable upper limit temperature. Since the temperature of the filter can be lowered by increasing the amount, it is possible to suppress the filter from being excessively heated and damaged in the filter regeneration control.
また、フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節するようにしても良い。 Further, the amount of air flowing into the engine intake passage may be adjusted according to the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter.
こうすることで、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行するために十分な酸素がフィルタに供給されていないと判断できる場合に、吸気通路に流入する新気の量を増加させることにより、フィルタに酸素を供給することができる。これにより、フィルタ再生制御が酸素不足のために好適に実行できなくなることを抑制できる。 In this way, when it can be determined that sufficient oxygen is not supplied to the filter so that the oxidation reaction of the particulate matter collected in the filter can proceed appropriately, the amount of fresh air flowing into the intake passage is reduced. By increasing it, oxygen can be supplied to the filter. Thereby, it can suppress that filter reproduction | regeneration control becomes unable to be performed suitably because of oxygen shortage.
この時、フィルタ再生制御を好適に実行可能なために最低限必要な酸素を供給可能なように吸気通路に流入する空気の量を調節するようにすれば、過剰な空気が吸気通路に流入して循環経路内を循環するガスの温度が低下してしまうことも抑制できる。 At this time, if the amount of air flowing into the intake passage is adjusted so that the minimum necessary oxygen can be supplied in order to suitably execute the filter regeneration control, excess air flows into the intake passage. Thus, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the gas circulating in the circulation path.
本発明をフィルタ再生制御に適用する場合に、EGR通路と、EGR弁と、スロットル弁と、を備え、EV走行モードにおけるエンジン停止時に、EGR弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって、フィルタから流出する排気を循環させながらフィルタ再生制御を実行するように構成した場合には、フィルタの温度に応じて、EGR弁の開度、スロットル弁の開度、非エンジン動力源によってエンジンを回転させる際のエンジン回転数、の少なくともいずれかを調節するようにしても良い。 When the present invention is applied to filter regeneration control, an EGR passage, an EGR valve, and a throttle valve are provided. When the engine is stopped in the EV traveling mode, the EGR valve is changed to an opening on the open side, and the throttle valve is When the filter regeneration control is executed while circulating the exhaust gas flowing out from the filter by changing the opening to the closing side and rotating the engine with a non-engine power source, depending on the temperature of the filter Further, at least one of the opening degree of the EGR valve, the opening degree of the throttle valve, and the engine speed when the engine is rotated by a non-engine power source may be adjusted.
こうすることで、フィルタの温度がある許容上限温度を超えて高温になっていると判断できる場合に、EGR弁の開度を閉じ側に変化させたり、スロットル弁の開度を開き側に変化させたり、非エンジン動力源によるエンジン回転の回転数を増加させたりすることにより、フィルタの温度上昇を抑制することができるので、フィルタ再生制御においてフィルタが過昇温して破損することを抑制できる。 In this way, when it can be determined that the temperature of the filter is higher than a certain allowable upper limit temperature, the opening of the EGR valve is changed to the closed side, or the opening of the throttle valve is changed to the open side. By increasing the rotational speed of the engine rotation by the non-engine power source, the temperature rise of the filter can be suppressed, so that the filter can be prevented from being damaged due to excessive temperature rise in the filter regeneration control. .
本発明をフィルタ再生制御に適用する場合に、EGR通路と、EGR弁と、スロットル弁と、ターボアシスト動力源を有するターボチャージャと、を備え、エンジン停止時に、EGR弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって、フィルタから流出する排気を循環させながらフィルタ再生制御を実行するように構成した場合には、フィルタの温度に応じて、EGR弁の開度、スロットル弁の開度、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動する際のタービンの回転数、の少なくともいずれかを調節するようにしても良い。 When the present invention is applied to filter regeneration control, an EGR passage, an EGR valve, a throttle valve, and a turbocharger having a turbo assist power source are provided. When the engine is stopped, the EGR valve is opened to the opening side. If the engine is configured to change the throttle valve to the opening on the closed side and rotate the turbine with a turbo-assist power source to execute the filter regeneration control while circulating the exhaust gas flowing out from the filter Depending on the temperature of the filter, at least one of the opening degree of the EGR valve, the opening degree of the throttle valve, and the rotational speed of the turbine when the turbine is rotationally driven by the turbo assist power source may be adjusted.
こうすることで、フィルタの温度がある許容上限温度を超えて高温になっていると判断できる場合に、EGR弁の開度を閉じ側に変化させたり、スロットル弁の開度を開き側に変化させたり、ターボアシスト動力源によるタービン回転数を増加させたりすることにより、フィルタの温度上昇を抑制することができるので、フィルタ再生制御においてフィルタが過昇温して破損することを抑制できる。 In this way, when it can be determined that the temperature of the filter is higher than a certain allowable upper limit temperature, the opening of the EGR valve is changed to the closed side, or the opening of the throttle valve is changed to the open side. By increasing the rotational speed of the turbine by the turbo assist power source, it is possible to suppress an increase in the temperature of the filter, and thus it is possible to suppress the filter from being excessively heated and damaged in the filter regeneration control.
また、フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、スロットル弁の開度を調節するようにしても良い。 Further, the opening degree of the throttle valve may be adjusted according to the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter.
こうすることで、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行するために十分な酸素がフィルタに供給されていないと判断できる場合に、スロットル弁の開度を開き側に変化させることにより、フィルタにより多くの空気を供給することができる。これにより、フィルタ再生制御が酸素不足のために好適に実行できなくなることを抑制できる。 In this way, when it can be determined that sufficient oxygen is not supplied to the filter so that the oxidation reaction of the particulate matter collected by the filter can proceed appropriately, the opening of the throttle valve is changed to the open side. By doing so, more air can be supplied to the filter. Thereby, it can suppress that filter reproduction | regeneration control becomes unable to be performed suitably because of oxygen shortage.
この時、フィルタ再生制御を好適に実行可能なために最低限必要な酸素を供給可能なようにスロットル弁の開度を調節するようにすれば、過剰な空気が吸気通路に流入して循環経路内を循環するガスの温度が低下してしまうことも抑制できる。 At this time, if the opening degree of the throttle valve is adjusted so that the minimum necessary oxygen can be supplied so that the filter regeneration control can be suitably executed, excess air flows into the intake passage and the circulation route It can also be suppressed that the temperature of the gas circulating inside is lowered.
本発明は、
排気浄化装置が、酸素過剰雰囲気中で排気中のNOxを吸蔵し、当該吸蔵したNOxを還元雰囲気中で放出するとともに当該放出したNOxを還元剤の存在下で還元するNOx触媒を有し、
再生制御手段が、再生制御として、NOx触媒に還元剤を供給して該NOx触媒の周囲雰囲気を前記還元雰囲気に調節することにより該NOx触媒に吸蔵されたNOxを放出させるとともに該還元剤によって当該放出されたNOxを還元するNOx還元制御を実行する
ように構成されたエンジンの排気浄化システムに適用することができる。
The present invention
The exhaust purification device has a NOx catalyst that stores NOx in exhaust in an oxygen-excess atmosphere, releases the stored NOx in a reducing atmosphere, and reduces the released NOx in the presence of a reducing agent,
The regeneration control means, as regeneration control, releases the NOx occluded in the NOx catalyst by supplying a reducing agent to the NOx catalyst and adjusting the ambient atmosphere of the NOx catalyst to the reducing atmosphere, and the reducing agent The present invention can be applied to an engine exhaust gas purification system configured to execute NOx reduction control for reducing released NOx.
この場合、再生制御手段は、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する場合、NOx触媒を含む循環経路内でNOx触媒から流出する高温の排気を循環させながら、NOx還元制御を実行するので、NOx還元制御実行中にNOx触媒の温度が低下することを抑制できる。従って、エンジン停止時のNOx還元制御を好適に実行することが可能となる。 In this case, when executing the NOx reduction control when the engine is stopped, the regeneration control means executes the NOx reduction control while circulating the high-temperature exhaust gas flowing out from the NOx catalyst in the circulation path including the NOx catalyst. It can suppress that the temperature of a NOx catalyst falls during control execution. Therefore, it is possible to suitably execute NOx reduction control when the engine is stopped.
また、この場合、NOx触媒から流出した排気が再びNOx触媒に流入するので、NOx触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気にするために必要な還元剤の供給量を少なくすることができる。従って、特に還元剤として燃料を用いる場合には、燃費を向上させることができる。 Further, in this case, since the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst flows into the NOx catalyst again, the supply amount of the reducing agent necessary for making the ambient atmosphere of the NOx catalyst a reducing atmosphere can be reduced. Therefore, fuel consumption can be improved particularly when fuel is used as the reducing agent.
本発明をNOx還元制御に適用する場合に、EGR通路と、EGR弁と、スロットル弁と、を備え、EV走行モードにおけるエンジン停止時に、EGR弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、非エンジン動力源によってエンジンを回転させることによって、NOx触媒から流出する排気を循環させながらNOx還元制御を実行するように構成することができる。 When the present invention is applied to NOx reduction control, an EGR passage, an EGR valve, and a throttle valve are provided. When the engine is stopped in the EV traveling mode, the EGR valve is changed to an opening on the open side, and the throttle valve is By changing the opening to the closing side and rotating the engine with a non-engine power source, the NOx reduction control can be executed while circulating the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst.
また、本発明をNOx還元制御に適用する場合に、EGR通路と、EGR弁と、スロットル弁と、ターボアシスト動力源を有するターボチャージャと、を備え、エンジン停止時に、EGR弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、ターボアシスト動力源によってタービンを回転駆動することによって、NOx触媒から流出する排
気を循環させながらNOx還元制御を実行するように構成することもできる。
In addition, when the present invention is applied to NOx reduction control, an EGR passage, an EGR valve, a throttle valve, and a turbocharger having a turbo assist power source are provided. When the engine is stopped, the EGR valve is opened on the open side. The throttle valve is changed to the opening degree on the closing side, and the turbine is rotationally driven by a turbo assist power source so that NOx reduction control is executed while circulating the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst. You can also
この場合、スロットル弁が閉じ側にされるので、NOx触媒を含む循環経路内を循環するガス中に流入する新気の量が少なくなるので、より少ない還元剤添加量によって、NOx触媒の周囲雰囲気をNOx還元制御の実行に必要な還元雰囲気にすることが可能となる。 In this case, since the throttle valve is closed, the amount of fresh air flowing into the gas circulating in the circulation path including the NOx catalyst is reduced, so that the ambient atmosphere of the NOx catalyst can be reduced with a smaller amount of reducing agent added. Can be made into a reducing atmosphere necessary for execution of NOx reduction control.
ここで、本発明において、エンジンの停止中に、該エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立したときに、
前記エンジンをクランキングするとともにクランキングに適合した燃料噴射を行ってエンジンの回転数を上昇させるクランキングモードで該エンジンを運転し、
該クランキングモードで前記エンジンの回転数が所定の基準回転数に達した時点で、該エンジンを負荷運転させる負荷運転モードに移行させるエンジン始動制御手段を備えた場合について考える。
Here, in the present invention, when an engine start condition for starting the engine and performing a load operation is satisfied while the engine is stopped,
The engine is operated in a cranking mode in which the engine is cranked and the number of revolutions of the engine is increased by performing fuel injection adapted to the cranking,
Consider a case in which engine start control means is provided for shifting to a load operation mode in which the engine is loaded when the engine speed reaches a predetermined reference speed in the cranking mode.
本発明においては、上述したように、エンジン停止中に、排気浄化装置を含む循環経路内で、排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部が循環する状態で、排気浄化装置の再生制御を実行することができる。このような状態でエンジンを再始動させる条件が成立した場合に、この排気の循環を停止させたとしても、排気の循環を停止させてから暫くの間は、循環経路内を循環していたガスがエンジンに吸入され続けることになる。 In the present invention, as described above, the regeneration control of the exhaust purification device is executed while at least part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device circulates in the circulation path including the exhaust purification device while the engine is stopped. can do. Even if the exhaust circulation is stopped when the conditions for restarting the engine are satisfied in such a state, the gas circulated in the circulation path for a while after the exhaust circulation is stopped. Will continue to be inhaled into the engine.
エンジン停止中に循環経路内を循環するガスのEGR率が、エンジンのクランキングや負荷運転に適合する目標EGR率と比較して高い場合、循環経路内を循環していたガスがエンジンに吸入されている間は、燃料噴射によってエンジンに供給された燃料が好適に燃焼せず、失火等の燃焼不良が発生する可能性がある。その場合、大量の未燃燃料成分が排気浄化装置に流入して排気浄化装置の劣化や破損を招く虞もある。 When the EGR rate of the gas that circulates in the circulation path when the engine is stopped is higher than the target EGR rate that is suitable for engine cranking and load operation, the gas circulated in the circulation path is sucked into the engine. During this time, the fuel supplied to the engine by the fuel injection does not burn properly, and there is a possibility that poor combustion such as misfire may occur. In this case, a large amount of unburned fuel components may flow into the exhaust purification device and cause deterioration or breakage of the exhaust purification device.
そこで、本発明において、エンジン停止中に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジン始動条件が成立した場合には、前記エンジン始動制御手段は、前記排気循環手段による排気の循環を停止した後、前記クランキングモードでのエンジンの運転を開始し、且つ、該クランキングモードにおいて、クランキングに適合した燃料噴射の開始を、クランキングモードでのエンジンの運転の開始から所定期間遅延させるようにしても良い。 Therefore, in the present invention, when the engine start condition is satisfied when the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit while the engine is stopped, The engine start control means starts the engine operation in the cranking mode after stopping the exhaust gas circulation by the exhaust circulation means, and starts fuel injection suitable for cranking in the cranking mode. May be delayed for a predetermined period from the start of engine operation in the cranking mode.
クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる上記の「所定期間」は、エンジンに燃料噴射を行ったとしても、当該燃料が適切に燃焼せずに失火等の燃焼不良が発生する虞があると判断できる期間である。上記の構成によれば、クランキングに適合した目標EGR率より過剰に高いEGR率のガスが排気循環手段によって循環経路内を循環しており、且つ、クランキングモードでの運転開始後においても依然として当該循環ガスがエンジンに吸入されていると判断できる期間は、燃料噴射が実行されない。 In the above “predetermined period” for delaying the start of fuel injection in the cranking mode, even if fuel is injected into the engine, there is a risk that the fuel does not burn properly and a combustion failure such as misfire may occur. It is a period that can be judged. According to the above configuration, the gas having an EGR rate that is excessively higher than the target EGR rate suitable for the cranking is circulated in the circulation path by the exhaust circulation means, and still remains after the operation in the cranking mode is started. Fuel injection is not executed during a period in which it is possible to determine that the circulating gas is being sucked into the engine.
従って、エンジン停止時に排気循環手段によって酸素濃度の極めて低いガスが循環経路内を循環している場合であっても、エンジン始動条件成立後のクランキングモードにおいて失火等の燃焼不良が発生することを抑制できる。 Therefore, even when a gas with an extremely low oxygen concentration is circulated in the circulation path by the exhaust circulation means when the engine is stopped, a combustion failure such as misfire may occur in the cranking mode after the engine start condition is established. Can be suppressed.
本発明において、排気浄化装置としてフィルタを有し、再生制御としてフィルタ再生制御を実行するエンジンの排気浄化システムに本発明を適用した場合には、フィルタにおけるパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行可能な程度の酸素が供給されるように吸気通路内への空気の流入量を調節することができるので、エンジン停止時に排気循環手段によって循環経路内を循環するガスの酸素濃度が過剰に低下する可能性は低い。 In the present invention, when the present invention is applied to an engine exhaust purification system that has a filter as an exhaust purification device and executes filter regeneration control as regeneration control, the oxidation reaction of particulate matter in the filter can proceed suitably Since the amount of air flowing into the intake passage can be adjusted so that a certain amount of oxygen is supplied, the oxygen concentration of the gas circulating in the circulation path can be excessively reduced by the exhaust circulation means when the engine is stopped. The nature is low.
一方、排気浄化装置としてNOx触媒を有し、再生制御としてNOx還元制御を実行するエンジンの排気浄化システムに本発明を適用した場合には、NOx触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気にするために循環経路内への空気の供給を制限する場合があるので、エンジン停止時に排気循環手段によって循環経路内を循環するガスの酸素濃度が極めて低くなっている可能性がある。従って、上記のようにクランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる制御を行うことは、本発明をエンジン停止時のNOx還元制御に適用した場合に特に好適である。 On the other hand, when the present invention is applied to an exhaust purification system of an engine that has a NOx catalyst as an exhaust purification device and performs NOx reduction control as regeneration control, a circulation path is used to make the ambient atmosphere of the NOx catalyst a reducing atmosphere. Since the supply of air to the inside may be restricted, there is a possibility that the oxygen concentration of the gas circulated in the circulation path by the exhaust circulation means when the engine is stopped is extremely low. Therefore, performing the control for delaying the start of fuel injection in the cranking mode as described above is particularly suitable when the present invention is applied to the NOx reduction control when the engine is stopped.
本発明において、EGR通路と、EGR弁と、スロットル弁と、を備え、エンジン停止時に、EGR弁を開き側の開度に変更し、スロットル弁を閉じ側の開度に変更し、非エンジン動力源によるエンジン回転やターボアシスト動力源によるタービン駆動等によって排気の循環を行う場合には、エンジン始動条件の成立時点でEGR弁を閉弁し、スロットル弁を開弁し、非エンジン動力源によるエンジン回転やターボアシスト動力源によるタービン駆動を停止する。そしてエンジンのクランキングを開始するが、その時点ではまだ燃料噴射を行わず、上記の所定期間が経過するまで無噴射クランキングを継続する。そして、所定期間が経過した時点で燃料噴射を開始し、クランキング及び燃料の燃焼エネルギーによって、エンジンを負荷運転モードに移行させることが可能な回転数までエンジン回転数を上昇させる。こうすることで、エンジン停止中に排気循環手段による排気の循環を行いながら排気浄化装置の再生制御を実行している時に、エンジン始動条件が成立した場合においても、エンジン始動時のクランキングモードにおいて燃料の燃焼不良が発生することを抑制できる。 In the present invention, an EGR passage, an EGR valve, and a throttle valve are provided. When the engine is stopped, the EGR valve is changed to the opening on the open side, the throttle valve is changed to the opening on the closing side, and the non-engine power When exhaust gas is circulated by engine rotation by a power source or turbine drive by a turbo assist power source, the EGR valve is closed and the throttle valve is opened when the engine start condition is satisfied. Turbine drive by rotation or turbo assist power source is stopped. Then, cranking of the engine is started, but fuel injection is not yet performed at that time, and no-injection cranking is continued until the predetermined period elapses. Then, fuel injection is started when a predetermined period has elapsed, and the engine speed is increased to a speed at which the engine can be shifted to the load operation mode by cranking and combustion energy of fuel. In this way, even when the engine start condition is satisfied when the regeneration control of the exhaust purification device is being executed while the exhaust gas is circulated while the engine is stopped, the cranking mode at the time of engine start is maintained. It is possible to suppress the occurrence of fuel combustion failure.
ここで、エンジンに吸入されるガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段を備え、
エンジン始動制御手段は、酸素濃度取得手段によって取得される酸素濃度に基づいて、クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定するようにしても良い。
Here, an oxygen concentration acquisition means for acquiring the oxygen concentration of the gas sucked into the engine is provided,
The engine start control means may determine a period for delaying the start of fuel injection in the cranking mode based on the oxygen concentration acquired by the oxygen concentration acquisition means.
これにより、エンジンに吸入されるガスの酸素濃度が、燃料が良好に燃焼可能な所定の基準酸素濃度よりリーン側の酸素濃度となったことが検知された時に、燃料噴射を再開することができる。基準酸素濃度は予め求めておくことができる。これにより、リアルタイムにエンジン吸入ガスの酸素濃度をモニタしながら、最適なタイミングで燃料噴射を再開することができる。 As a result, when it is detected that the oxygen concentration of the gas sucked into the engine has become a leaner oxygen concentration than the predetermined reference oxygen concentration at which the fuel can be combusted satisfactorily, fuel injection can be resumed. . The reference oxygen concentration can be obtained in advance. Thereby, fuel injection can be restarted at an optimal timing while monitoring the oxygen concentration of the engine intake gas in real time.
また、エンジン始動制御手段は、エンジン停止時に排気循環手段によって循環経路内を循環している排気のうち、エンジン再始動条件の成立時点で吸気通路内に存在している排気が、吸気通路内から掃気されるのに要する時間に基づいて、クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定するようにしても良い。 Further, the engine start control means is configured such that, of the exhaust that is circulated in the circulation path by the exhaust circulation means when the engine is stopped, the exhaust that exists in the intake passage when the engine restart condition is satisfied is A period for delaying the start of fuel injection in the cranking mode may be determined based on the time required for scavenging.
エンジン再始動条件の成立時点で吸気通路内に存在している循環ガス(以下、残留ガスという)が吸気通路内から掃気されるのに要する時間は、エンジンクランキングの回転数や、吸気通路容積等に基づいて求めることができる。エンジン再始動条件の成立時点で、吸気通路内に流入する空気の量やEGR通路から吸気通路内に流入する排気の量は、エンジン始動に最適な量に調節される。従って、残留ガスが掃気された後は、エンジン始動に最適なガスがエンジンに吸入されるので、その時点で燃料噴射を再開することにより、噴射燃料を良好に燃焼させることが可能となる。 The time required for the circulating gas (hereinafter referred to as residual gas) existing in the intake passage to be scavenged from the intake passage when the engine restart condition is satisfied depends on the engine cranking speed and the intake passage volume. Etc. can be obtained based on the above. At the time when the engine restart condition is satisfied, the amount of air flowing into the intake passage and the amount of exhaust flowing into the intake passage from the EGR passage are adjusted to an optimum amount for starting the engine. Therefore, after the residual gas is scavenged, the optimum gas for starting the engine is sucked into the engine, and by restarting fuel injection at that time, the injected fuel can be burned well.
このように、クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる場合、エンジンに吸入されるガスが、噴射燃料が適切に燃焼可能なガスになったと判定されるまで、燃料無噴射の状態でクランキングが行わる。ところで、場合によっては、エンジンに吸入され
るガスが、噴射燃料が適切に燃焼可能なガスになったと判定されて、燃料噴射の開始の遅延が解除される前に、エンジン回転数が負荷運転モードに移行すべき基準回転数に達してしまうことが考えられる。
As described above, when delaying the start of fuel injection in the cranking mode, the cranking is performed in the state of no fuel injection until it is determined that the gas sucked into the engine has become a gas that can be combusted appropriately. Is done. By the way, in some cases, it is determined that the gas sucked into the engine has become a gas in which the injected fuel can be combusted appropriately, and the engine speed is set to the load operation mode before the delay in starting the fuel injection is released. It is conceivable that the reference rotational speed to be shifted to is reached.
このような場合には、本発明において、燃料噴射を開始するとともに負荷運転モードに移行し、該負荷運転モードにおいて、エンジンに吸入されるガスの酸素濃度に基づいて目標EGR率を補正するようにしても良い。 In such a case, in the present invention, the fuel injection is started and the operation mode is shifted to the load operation mode. In the load operation mode, the target EGR rate is corrected based on the oxygen concentration of the gas sucked into the engine. May be.
こうすることで、エンジン回転数が基準回転数に達した時点で、遅延無くエンジンを負荷運転モードに移行させることができる。そして、この時エンジンに吸入されるガスの酸素濃度が想定よりも低い場合には、目標EGR率を通常よりも低い値に補正することができる。これにより、クランキングモードにおいてエンジンに吸入されるガスが、燃料噴射の開始の遅延を解除することが可能な条件を満たさないうちに、負荷運転モードに移行した場合であっても、すなわち、負荷運転モードにおいて想定されているよりも酸素濃度の低いガスがエンジンに吸入されている場合であっても、燃焼不良の発生を抑制することができる。 By doing so, the engine can be shifted to the load operation mode without delay when the engine speed reaches the reference speed. At this time, if the oxygen concentration of the gas sucked into the engine is lower than expected, the target EGR rate can be corrected to a value lower than normal. Thus, even when the gas sucked into the engine in the cranking mode has shifted to the load operation mode before satisfying the condition for canceling the delay of the start of fuel injection, that is, the load Even when a gas having a lower oxygen concentration than that assumed in the operation mode is sucked into the engine, the occurrence of defective combustion can be suppressed.
本発明のエンジンの排気浄化システムは、
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する
という本発明の基本構成において、更に、
前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する連通路と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記連通路の接続箇所より上流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行するようにしても良い。
The engine exhaust gas purification system of the present invention comprises:
An exhaust purification device disposed in the exhaust passage of the engine;
Regeneration control means for performing regeneration control for recovering the exhaust purification capacity of the exhaust purification device;
Exhaust circulation means for circulating at least part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device in a circulation path including the exhaust purification device;
With
In the basic configuration of the present invention, when the regeneration control unit executes the regeneration control when stopping fuel supply to the engine, the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit.
A power source capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
A communication passage connecting the exhaust passage downstream of the exhaust purification device and the intake passage;
A switching valve for opening and closing the communication path;
A throttle valve provided in the intake passage upstream of the connection location of the communication passage;
With
The exhaust circulation means includes
Change the switching valve to an opening on the opening side than when the exhaust gas is not circulated,
The opening of the throttle valve is changed to an opening on the closing side than when the exhaust gas is not circulated,
By rotating the engine by the power source,
Circulating the exhaust,
The regeneration control means may execute the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is performed when the fuel supply to the engine is stopped.
このように構成されたエンジンの排気浄化システムによれば、エンジンへの燃料供給停止時においても、動力源によってエンジンが回転させられる。そして、切替弁が開弁されることにより、再生制御実行中の排気浄化装置から流れ出す高温の排気が、連通路に流入し、連通路を通って吸気通路に流入し、動力源によって回転するエンジンに吸入されて排気通路に排出され、再び排気浄化装置に流入する、という、排気浄化装置を含む循環経路内における排気の流れが生じる。更に、スロットル弁が閉じ側にされることにより、この循環経路内に流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、エンジンへの燃料供給停止時に再生制御を実行する場合に、排気浄化装置の温度を高温に維持するこ
とが可能となる。これにより、エンジンへの燃料供給停止時において好適に排気浄化装置の再生制御を実行することが可能となる。
According to the engine exhaust purification system configured as described above, the engine is rotated by the power source even when the fuel supply to the engine is stopped. Then, when the switching valve is opened, the high-temperature exhaust gas flowing out from the exhaust emission control device that is performing the regeneration control flows into the communication path, flows into the intake path through the communication path, and is rotated by the power source. The exhaust flows in the circulation path including the exhaust purification device, which is sucked into the exhaust passage, discharged into the exhaust passage, and flows into the exhaust purification device again. Furthermore, the amount of low-temperature fresh air flowing into the circulation path can be reduced by closing the throttle valve. As a result, when the regeneration control is executed when the fuel supply to the engine is stopped, the temperature of the exhaust emission control device can be maintained at a high temperature. As a result, it is possible to suitably execute the regeneration control of the exhaust purification device when the fuel supply to the engine is stopped.
また、この連通路を通常時にEGR通路として用いられる通路とは別個の通路として構成すれば、EGRクーラのような冷却装置を連通路の途中に設ける必要がない。従って、循環経路を循環するガスをより確実に高温に維持することができる。また、EGRクーラをバイパスするための通路や、該バイパス通路を通過する流路と、EGRクーラを通過する流路と、を切り替えるための装置などを設ける必要もなくなるため、装置の複雑化やコストアップを抑制できるという効果もある。 Further, if this communication path is configured as a path separate from the path that is normally used as the EGR path, there is no need to provide a cooling device such as an EGR cooler in the middle of the communication path. Therefore, the gas circulating through the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature. Further, since it is not necessary to provide a passage for bypassing the EGR cooler, a flow passage passing through the bypass passage, and a flow passage passing through the EGR cooler, the complexity and cost of the device are eliminated. There is also an effect that the increase can be suppressed.
上記構成において、エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力としては、ハイブリッドシステムのモータジェネレータを例示できる。詳細には、エンジンと、モータジェネレータと、を駆動源として備え、少なくともエンジンとモータジェネレータのいずれかによって駆動軸に駆動力を出力可能に構成されたハイブリッドシステムに本発明を適用する場合には、モータジェネレータのみの動力で要求駆動力を出力するEV走行モードにおいてエンジンへの燃料供給が停止される場合に、要求駆動力を出力した残りのモータジェネレータの余剰動力によってエンジンを無噴射モータリングすることによって、EV走行モードにおいて上記循環経路内にガスの流れを生じさせることができる。また、ハイブリッドシステムの構成としては、エンジンと、エンジンモータリング用の動力を出力する第1モータジェネレータ(MG1)と、駆動軸に動力を出力する第2モータジェネレータ(MG2)と、を駆動源として備えた構成のものでも良い。この場合は、MG2のみによって要求駆動力を出力するEV走行モードにおいてにおいて、MG1によってエンジンモータリングすることによって、上述した循環経路内にガスの流れを生じさせることができる。本発明を適用するハイブリッドシステムとしては、エンジンとモータジェネレータとの動力を遊星歯車機構のような動力分割統合装置によって駆動軸に伝達するものであっても良いし、エンジンとモータジェネレータとが一体的に構成され、モータジェネレータの動力がエンジンと駆動軸とに出力可能に構成されたものであっても良い。 In the above configuration, as a driving force for rotating the engine without depending on the combustion energy of the fuel, a motor generator of a hybrid system can be exemplified. Specifically, when the present invention is applied to a hybrid system that includes an engine and a motor generator as a drive source and is configured to be able to output a drive force to a drive shaft by at least one of the engine and the motor generator, When the fuel supply to the engine is stopped in the EV traveling mode in which the required driving force is output only by the power of the motor generator, the engine is non-injection motored by the surplus power of the remaining motor generator that has output the required driving force. Therefore, a gas flow can be generated in the circulation path in the EV traveling mode. In addition, the hybrid system is configured with an engine, a first motor generator (MG1) that outputs power for engine motoring, and a second motor generator (MG2) that outputs power to the drive shaft as drive sources. The thing of the structure provided may be sufficient. In this case, in the EV traveling mode in which the required driving force is output only by MG2, the engine can be motored by MG1 to generate a gas flow in the above-described circulation path. As a hybrid system to which the present invention is applied, the power of the engine and the motor generator may be transmitted to the drive shaft by a power split and integration device such as a planetary gear mechanism, or the engine and the motor generator may be integrated. The power of the motor generator may be configured to be output to the engine and the drive shaft.
上記構成において、
前記吸気通路にインタークーラを備え、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記インタークーラより下流側としても良い。
In the above configuration,
An intercooler is provided in the intake passage,
The connection location of the communication passage in the intake passage may be downstream of the intercooler.
こうすることで、上述したガスの循環経路内にインタークーラが含まれなくなるため、循環経路内を循環するガスをより確実に高温に維持することが可能となる。また、排気浄化装置から流出したガスがインタークーラより上流側の吸気通路に流入するように循環経路が構成されている場合と比較して、インタークーラをバイパスするための通路を設けたり、該インタークーラをバイパスする通路とインタークーラを通過する流路とを切り替えるための装置を設けたりする必要がなくなるため、装置の複雑化やコストアップを抑制できるという効果もある。 By doing so, since the intercooler is not included in the gas circulation path described above, the gas circulating in the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature. Also, compared to the case where the circulation path is configured so that the gas flowing out from the exhaust gas purification apparatus flows into the intake passage upstream of the intercooler, a passage for bypassing the intercooler is provided, Since there is no need to provide a device for switching between a passage that bypasses the cooler and a flow path that passes through the intercooler, there is an effect that the complexity and cost increase of the device can be suppressed.
上記構成において、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記エンジンの吸気マニホールドとしても良い。
In the above configuration,
The connection location of the communication passage in the intake passage may be an intake manifold of the engine.
こうすることで、上述したガスの循環経路の長さを短くすることができるので、循環経路内を循環するガスをより確実に高温に維持することが可能となる。 In this way, the length of the gas circulation path described above can be shortened, so that the gas circulating in the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature.
上記構成において、
前記排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に排気絞り弁を備え、
前記排気循環手段は、前記排気の循環を行う時に、前記排気絞り弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更するようにしても良い。
In the above configuration,
An exhaust throttle valve is provided on the downstream side of the connection portion of the communication passage in the exhaust passage,
The exhaust circulation means may change the opening of the exhaust throttle valve to a closing side opening when the exhaust circulation is not performed when the exhaust circulation is not performed.
こうすることで、排気浄化装置から流出したガスがより確実に循環経路内を循環するようになるので、循環経路内のガスをより確実に高温に維持することが可能となる。 By doing so, the gas flowing out from the exhaust purification device is more reliably circulated in the circulation path, so that the gas in the circulation path can be more reliably maintained at a high temperature.
上記構成において、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、酸素の供給が要求されない場合と比較して、前記スロットル弁の開度を開き側に変更しても良い。
In the above configuration,
The regeneration control means, when performing the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means, when oxygen supply is required for execution of the regeneration control, when oxygen supply is not required In comparison, the opening of the throttle valve may be changed to the open side.
例えば、排気浄化装置としてPMフィルタの再生処理を行う場合、PMの酸化反応に必要な酸素を供給する必要がある。そこで、PMの酸化反応に必要な酸素を供給することができ、且つ、PMフィルタを含む循環経路内を循環するガスの温度がPMフィルタの再生処理を好適に続行可能なほどの高温状態で維持できるように、スロットル弁の開度を開き側に変更する。こうすることで、酸素不足でPM再生処理が続行不能になることを抑制できる。 For example, when performing regeneration processing of a PM filter as an exhaust purification device, it is necessary to supply oxygen necessary for the oxidation reaction of PM. Therefore, the oxygen necessary for the oxidation reaction of PM can be supplied, and the temperature of the gas circulating in the circulation path including the PM filter is maintained at a high temperature so that the regeneration process of the PM filter can be suitably continued. Change the throttle valve opening to the open side so that you can. By doing so, it is possible to prevent the PM regeneration process from being unable to continue due to insufficient oxygen.
上記のように、エンジンへの燃料供給停止時に循環経路内でガスを循環させながら排気浄化装置の再生制御を実行している場合には、循環経路内を高温のガスが循環している。そして、エンジンにもこの循環しているガスが吸入されている。また、スロットル弁が閉じ側に制御されているので、この循環経路内を循環しているガスの圧力は低い。また、再生制御として、吸蔵還元型NOx触媒のNOx還元処理が行われている場合には、循環経路を循環しているガスの空燃比はストイキ以下となっている。このように、本発明によって、エンジンへの燃料供給停止時に循環経路内でガスを循環させながら排気浄化装置の再生制御を実行している場合には、エンジンに吸入されているガスが燃料の燃焼に適した状態となっていない可能性がある。 As described above, when the regeneration control of the exhaust purification device is executed while circulating the gas in the circulation path when the fuel supply to the engine is stopped, the high-temperature gas is circulated in the circulation path. The circulating gas is also drawn into the engine. Moreover, since the throttle valve is controlled to the closed side, the pressure of the gas circulating in this circulation path is low. Further, as the regeneration control, when the NOx reduction process of the NOx storage reduction catalyst is performed, the air-fuel ratio of the gas circulating in the circulation path is less than the stoichiometric ratio. As described above, according to the present invention, when the regeneration control of the exhaust purification device is executed while circulating the gas in the circulation path when the fuel supply to the engine is stopped, the gas sucked into the engine is burned into the fuel. May not be in a suitable state.
そのため、このようにエンジンへの燃料供給停止時に循環経路内でガスを循環させながら排気浄化装置の再生制御を実行している場合に、エンジン始動条件が成立した時に、即座にエンジンへの燃料供給を開始しても、吸気の空燃比、圧力、温度が、良好に燃焼可能な条件を満たさず、失火等の燃焼不良を招く可能性がある。 Therefore, when the regeneration control of the exhaust purification device is executed while circulating the gas in the circulation path when the fuel supply to the engine is stopped in this way, the fuel supply to the engine is immediately performed when the engine start condition is satisfied. Even if the operation is started, the air-fuel ratio, pressure, and temperature of the intake air do not satisfy the conditions for satisfactory combustion, and there is a possibility of causing a combustion failure such as misfire.
そこで、上記構成において、
前記エンジンへの燃料供給停止時に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立した場合には、前記スロットル弁の開度を、該エンジン始動条件が成立する前よりも開き側の開度に変更し、前記切替弁を閉弁し、前記エンジンのクランキングを開始し、該クランキングの開始から所定期間経過後、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するエンジン始動制御手段を更に備えるようにしても良い。
Therefore, in the above configuration,
When the fuel supply to the engine is stopped, an engine start condition for starting the engine and performing a load operation is established when the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit. In this case, the opening of the throttle valve is changed to an opening more open than before the engine start condition is satisfied, the switching valve is closed, cranking of the engine is started, You may make it further provide the engine starting control means which starts the fuel supply to the said engine and starts the load operation of the said engine after progress for a predetermined period from the start of cranking.
このようなエンジン始動制御手段によれば、エンジン始動条件成立から所定期間は、エンジンへの燃料供給が行われずに、スロットル弁が開弁された状態でクランキングが行われる。この所定期間中に吸気通路に新気が導入されることにより、エンジンの吸気の空燃比がリーン化し、吸気の圧力が上昇し、吸気の温度が低下した状態に変化する。従って、所定期間経過後にエンジンへの燃料供給を開始することにより、良好な燃焼を実現することが可能となる。 According to such an engine start control means, cranking is performed in a state in which the throttle valve is opened without supplying fuel to the engine for a predetermined period after the engine start condition is established. When fresh air is introduced into the intake passage during this predetermined period, the air-fuel ratio of the intake air of the engine becomes lean, the pressure of the intake air rises, and the temperature of the intake air changes. Therefore, it is possible to realize good combustion by starting the fuel supply to the engine after a lapse of a predetermined period.
この所定期間は、吸気の空燃比、圧力、温度が、良好な燃焼を行うことが可能な条件を
満たすまでに要する時間に基づいて定められる。所定期間は予め実験等により求めても良い。
This predetermined period is determined based on the time required for the air-fuel ratio, pressure, and temperature of the intake air to satisfy the conditions that allow good combustion. The predetermined period may be obtained in advance through experiments or the like.
特に、エンジンにおける燃料の燃焼性は吸気の空燃比が燃焼に適切な空燃比となることが重要である。そこで、上記構成において、
前記エンジンの吸気の空燃比を取得する空燃比取得手段を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記空燃比取得手段により取得される空燃比が所定の基準空燃比よりもリーンであるという条件が成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するようにしても良い。
In particular, it is important for the fuel combustibility in the engine that the air-fuel ratio of the intake air becomes an air-fuel ratio suitable for combustion. Therefore, in the above configuration,
Air-fuel ratio acquisition means for acquiring the air-fuel ratio of the intake air of the engine,
When the condition that the air-fuel ratio acquired by the air-fuel ratio acquisition unit is leaner than a predetermined reference air-fuel ratio is satisfied, the engine start control unit starts fuel supply to the engine and loads the engine You may make it start a driving | operation.
こうすることで、少なくとも、燃焼可能性に大きな影響を有する空燃比が燃焼に適した値になるまでは、燃料供給が開始されないので、エンジン始動時の燃焼安定性を好適に確保することが可能となる。 By doing so, fuel supply is not started at least until the air-fuel ratio having a great influence on the combustion possibility becomes a value suitable for combustion, so that it is possible to suitably ensure the combustion stability at the time of engine start. It becomes.
また、上記構成において、
前記エンジンの吸気の圧力を取得する吸気圧取得手段と、
前記エンジンの吸気の温度を取得する吸気温度取得手段と、
を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記吸気圧取得手段により取得される吸気の圧力が所定の基準圧力よりも高いという条件と、前記吸気温度取得手段により取得される吸気の温度が所定の基準温度より低いという条件と、の少なくともいずれかが更に成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するようにしても良い。
In the above configuration,
Intake pressure acquisition means for acquiring the pressure of the intake air of the engine;
Intake air temperature acquisition means for acquiring the intake air temperature of the engine;
Further comprising
The engine start control means has a condition that the intake pressure acquired by the intake pressure acquisition means is higher than a predetermined reference pressure, and the intake air temperature acquired by the intake air temperature acquisition means is lower than a predetermined reference temperature. When at least one of the above conditions is further established, fuel supply to the engine may be started to start load operation of the engine.
このように燃焼可能性に影響するパラメータをモニタしながら燃料供給開始タイミングを設定するようにすれば、エンジン始動時の燃焼不良の発生をより確実に抑制することが可能となる。 Thus, if the fuel supply start timing is set while monitoring the parameter that affects the possibility of combustion, it is possible to more reliably suppress the occurrence of combustion failure at the time of engine start.
本発明のエンジンの排気浄化システムは、
エンジンの排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する
という本発明の基本構成において、更に、
前記排気浄化装置下流の排気通路と、前記排気浄化装置上流の排気通路と、を接続する連通路と、
前記連通路において、前記排気浄化装置下流の排気通路側から、前記排気浄化装置上流の排気通路側へ、ガスの流れを発生させる動力源と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記排気浄化装置下流の排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に設けられた排気絞り弁と、
前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記排気絞り弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変
更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記連通路における前記ガスの流れを発生させることによって、前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行するようにしても良い。
The engine exhaust gas purification system of the present invention comprises:
An exhaust purification device disposed in the exhaust passage of the engine;
Regeneration control means for performing regeneration control for recovering the exhaust purification capacity of the exhaust purification device;
Exhaust circulation means for circulating at least part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device in a circulation path including the exhaust purification device;
With
In the basic configuration of the present invention, when the regeneration control unit executes the regeneration control when stopping fuel supply to the engine, the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit.
A communication passage connecting the exhaust passage downstream of the exhaust purification device and the exhaust passage upstream of the exhaust purification device;
A power source for generating a gas flow from the exhaust passage downstream of the exhaust purification device to the exhaust passage upstream of the exhaust purification device in the communication passage;
A switching valve for opening and closing the communication path;
An exhaust throttle valve provided on the downstream side of the connecting portion of the communication passage in the exhaust passage downstream of the exhaust purification device;
A throttle valve provided in the intake passage;
With
The exhaust circulation means includes
Change the opening of the switching valve to an opening on the opening side than when the exhaust gas is not circulated,
The opening of the exhaust throttle valve is changed to an opening on the closing side than when the exhaust gas is not circulated,
Change the opening of the throttle valve to the opening on the closed side than when the exhaust gas is not circulated,
The exhaust gas is circulated by generating the gas flow in the communication path by the power source,
The regeneration control means may execute the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is performed when the fuel supply to the engine is stopped.
このように構成されたエンジンの排気浄化システムによれば、エンジンへの燃料供給停止時において、排気浄化装置から流出したガスが連通路に流入し、排気浄化装置より上流の排気通路に流入し、再び排気浄化装置に流入するという循環経路内のガスの流れが生じる。更に、スロットル弁が閉じ側にされることにより、この循環経路内に流入する低温の新気の量が低減される。更に、この流通経路を、排気浄化装置のすぐ下流から排気浄化装置のすぐ上流にガスを導くように構成すれば、循環経路の長さを可及的に短くすることができるので、循環経路内を循環するガスの熱のうち循環経路の配管壁面から失われる熱を低減することができる。これにより、より確実に循環ガスの温度を高温に維持することができ、エンジンへの燃料供給停止時に再生制御を実行する場合に、排気浄化装置の温度を高温に維持することが可能となる。従って、エンジンへの燃料供給停止時において好適に排気浄化装置の再生制御を実行することが可能となる。 According to the engine exhaust purification system configured as described above, when the fuel supply to the engine is stopped, the gas flowing out from the exhaust purification device flows into the communication passage, flows into the exhaust passage upstream of the exhaust purification device, A gas flow in the circulation path that flows into the exhaust purification device again occurs. Furthermore, the amount of low-temperature fresh air flowing into the circulation path is reduced by closing the throttle valve. Furthermore, if the circulation path is configured to guide the gas from the immediately downstream side of the exhaust purification apparatus to the upstream side of the exhaust purification apparatus, the length of the circulation path can be made as short as possible. Among the heat of the gas circulating through the heat, the heat lost from the piping wall surface of the circulation path can be reduced. As a result, the temperature of the circulating gas can be more reliably maintained at a high temperature, and the temperature of the exhaust emission control device can be maintained at a high temperature when regeneration control is executed when fuel supply to the engine is stopped. Therefore, it is possible to suitably execute the regeneration control of the exhaust purification device when the fuel supply to the engine is stopped.
上記構成において、循環経路内のガスの循環を生み出すための動力源としては、前記連通路内のガスを、前記排気浄化装置下流の排気通路側から前記排気浄化装置上流の排気通路側へ流すポンプを用いることができる。 In the above configuration, as a power source for generating the circulation of the gas in the circulation path, a pump for causing the gas in the communication path to flow from the exhaust passage side downstream of the exhaust purification device to the exhaust passage side upstream of the exhaust purification device Can be used.
このポンプを動力源として、排気浄化装置を含む循環経路内にガスの流れを生み出すことができる。このポンプの駆動に要するエネルギーは、モータによってエンジンをモータリングしたり、モータによってモータアシストターボチャージャを回転させたりするために要するエネルギーと比較して小さくすることができるため、循環経路内にガスの流れを生み出すために必要な電力消費量を低減することができる。 Using this pump as a power source, a gas flow can be generated in the circulation path including the exhaust purification device. The energy required to drive this pump can be reduced compared to the energy required to motor the engine by the motor or to rotate the motor-assisted turbocharger by the motor. The power consumption required to generate the flow can be reduced.
上記構成において、
前記ポンプよりも前記排気浄化装置下流の排気通路側の前記連通路内に還元剤を供給する還元剤供給手段を更に備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御に還元剤の供給が要求される場合、前記還元剤供給手段によって前記連通路を流れるガス中に還元剤を供給するようにしても良い。
In the above configuration,
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the communication passage on the exhaust passage side downstream of the exhaust purification device from the pump;
When the regeneration control unit executes the regeneration control while the exhaust gas circulation unit circulates the exhaust gas, when the regenerative control requires a supply of a reducing agent, the reducing agent supply unit performs the communication path. You may make it supply a reducing agent in the gas which flows.
これにより、循環経路内を循環するガス中に還元剤を供給できるとともに、この還元剤がポンプの上流に供給されることから、還元剤がポンプによって循環ガスと良好にミキシングされるので、反応性の高い状態の還元剤を排気浄化装置に供給することが可能となる。これにより、排気浄化装置における還元剤の反応性を向上させることができ、排気浄化装置の排気浄化率を良好に維持することが可能となる。 As a result, the reducing agent can be supplied into the gas circulating in the circulation path, and since the reducing agent is supplied upstream of the pump, the reducing agent is well mixed with the circulating gas by the pump. It is possible to supply the reducing agent in a high state to the exhaust gas purification device. Thereby, the reactivity of the reducing agent in the exhaust purification device can be improved, and the exhaust purification rate of the exhaust purification device can be maintained well.
上記構成において、
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記排気浄化装置よりも上流側の排気通路と前記スロットル弁より下流側の吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記EGR弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させるようにしても良い。
In the above configuration,
The power source is configured to be able to generate a gas flow in the exhaust passage from the upstream side to the exhaust purification device side from the connection point of the communication passage in the exhaust passage upstream of the exhaust purification device,
An EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust purification device and an intake passage downstream of the throttle valve;
An EGR valve provided in the EGR passage;
With
When the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means, when supply of oxygen is required for the execution of the regeneration control,
The opening of the throttle valve is changed to the open side rather than when oxygen supply is not required,
The opening of the EGR valve is changed to the open side rather than when oxygen supply is not required,
The gas flow may be generated in an exhaust passage upstream of the exhaust purification device by the power source.
こうすることにより、吸気通路内の空気が、EGR通路を吸気通路側から排気通路側へと流れ、排気通路に流入し、上述した排気浄化装置を含む循環経路内に流入する。これにより、循環経路内を循環するガス中に酸素を供給することができる。これにより、再生制御としてPMフィルタの再生処理を行う場合に、酸素不足によりPMの酸化反応が進まなくなることを抑制できる。この酸素の供給量は、EGR弁の開度を変更することによって調節することができる。この時、連通路の切替弁の開度を閉じ側に変更しても良い。 As a result, the air in the intake passage flows from the intake passage side to the exhaust passage side through the EGR passage, flows into the exhaust passage, and flows into the circulation path including the exhaust purification device described above. Thereby, oxygen can be supplied into the gas circulating in the circulation path. Thereby, when performing the regeneration process of PM filter as regeneration control, it can control that the oxidation reaction of PM does not advance by lack of oxygen. This oxygen supply amount can be adjusted by changing the opening of the EGR valve. At this time, the opening degree of the switching valve of the communication path may be changed to the closed side.
また、吸気通路内の空気を循環経路内を循環するガス中に供給するために、上記構成において、
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記バルブ制御手段により前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させるようにしても良い。
In order to supply the air in the intake passage into the gas circulating in the circulation path,
The power source is configured to be able to generate a gas flow in the exhaust passage from the upstream side to the exhaust purification device side from the connection point of the communication passage in the exhaust passage upstream of the exhaust purification device,
Valve control means for controlling opening and closing of the intake valve and exhaust valve of the engine;
With
When the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means, when supply of oxygen is required for the execution of the regeneration control,
The opening of the throttle valve is changed to the open side rather than when oxygen supply is not required,
The valve control means controls the intake valve and the exhaust valve of the engine to be in an open state,
The gas flow may be generated in an exhaust passage upstream of the exhaust purification device by the power source.
この場合、吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁状態でオーバーラップした状態となるので、吸気通路内の空気はシリンダを通過して排気通路に流入し、上述した排気浄化装置を含む循環経路内に流入する。これにより、循環経路内を循環するガス中に酸素を供給することができる。 In this case, since both the intake valve and the exhaust valve are opened and overlapped, the air in the intake passage passes through the cylinder and flows into the exhaust passage, and enters the circulation path including the exhaust purification device described above. Inflow. Thereby, oxygen can be supplied into the gas circulating in the circulation path.
このように、吸気通路内の空気をEGR通路又はバルブオーバーラップ状態のシリンダを経由して排気通路に流すとともに、連通路内のガスを排気浄化装置下流の排気通路側から排気浄化装置上流の排気通路側へ流すことが可能な動力源としては、排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所に設けられ、該接続箇所より上流側の排気通路及び該接続箇所より上流側の前記連通路から、前記排気浄化装置側へ、ガスを流すポンプを用いることができる。 As described above, the air in the intake passage flows into the exhaust passage via the EGR passage or the cylinder in the valve overlap state, and the gas in the communication passage is exhausted from the exhaust passage downstream of the exhaust purification device to the upstream of the exhaust purification device. The power source that can flow to the passage side is provided at the connection portion of the communication passage in the exhaust passage upstream of the exhaust purification device, the exhaust passage upstream from the connection portion, and the communication upstream from the connection portion. A pump that allows gas to flow from the passage to the exhaust purification device side can be used.
本発明により、エンジン停止時の排気浄化装置の再生制御を好適に実行することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to suitably execute the regeneration control of the exhaust purification device when the engine is stopped.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るエンジンの排気浄化システムが適用されたハイブリッドシステムの概略構成を表すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hybrid system to which an engine exhaust purification system according to the present invention is applied.
このハイブリッドシステムは、動力源としてエンジン1と、第1モータジェネレータ(以下「MG1」という)と、第2モータジェネレータ(以下「MG2」という)と、を有する。エンジン1の動力は動力分割機構3によってMG1及び出力部4に分配出力される。動力分割機構3は、公知の遊星歯車機構によって構成される。MG2の動力は出力部4に出力される。出力部4に出力されたエンジン1及びMG2の動力は、伝達部8を介して、このハイブリッドシステムが搭載された車両の駆動輪40を駆動する駆動力として、駆動輪40に伝達される。伝達部8はドライブシャフトやディファレンシャルギア等の公知の構成を有する。
This hybrid system has an
MG1は、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。 MG1 is a synchronous motor generator that functions as a motor or a generator.
MG1は、バッテリ25から供給される電力及び/又は発電機として動作した場合のMG2によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のMG1の動力は、動力分割機構3を介してエンジン1をモータリングする駆動力としてエンジン1の出力軸(クランクシャフト)に出力される。
MG1 can operate as a motor by electric power supplied from
ここで、エンジン1をモータリングする、とは、エンジン1を、燃料の燃焼による内燃エネルギーによらずに外力によって機械的に回転駆動させることを意味する。本実施例のハイブリッドシステムでは、MG1の動力によってエンジン1モータリングすることができるので、エンジン1において燃料噴射が行われない状態や、エンジン1が自立回転するために必要な噴射量に満たない微少量燃料噴射が行われる状態においても、エンジン1を動作させることができる。
Here, motoring the
MG1は、動力分割機構3を介してMG1に分配されるエンジン1の動力によって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のMG1によって発電される電力は、バッテリ25を充電するための電力及び/又はMG2をモータとして動作させるための電力として消費される。
MG1 is driven by the power of
MG2も、モータ又は発電機として機能する同期電動発電機である。 MG2 is also a synchronous motor generator that functions as a motor or a generator.
MG2は、バッテリ25から供給される電力及び/又は発電機として動作した場合のMG1によって発電される電力によって、モータとして動作することができる。モータとして動作した場合のMG2の動力は、出力部4を介して、駆動輪40を駆動するための駆動力として駆動輪40に伝達される。
MG2 can operate as a motor by the electric power supplied from
MG2は、伝達部8及び出力部4を介して伝達される駆動輪40の運動エネルギーによって駆動されて、発電機として動作することができる。発電機として動作した場合のMG2によって発電される電力は、バッテリ25を充電するための電力及び/又はMG1をモータとして動作させるための電力として消費される。この場合、駆動輪40の運動エネルギーによって回生発電が行われ、駆動輪40に対する制動力となる。
The
インバータ24は、バッテリ25から供給される直流電力を交流電力に変換してMG1及びMG2に供給するとともに、発電機として動作した場合にMG1及びMG2から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ25に供給する。
The
エンジン1はディーゼルエンジンである。図2に、エンジン1の吸排気系及び制御系の
概略構成を示す。
The
エンジン1は4気筒エンジンであり、各シリンダ49には、エンジン1の燃焼室内に燃料を直接噴射供給するコモンレール式のインジェクタ29が備えられている。エンジン1には、燃焼室内に空気及び後述するEGRガスを供給する吸気通路42が吸気マニホールド17を介して接続されている。またエンジン1には、燃焼室内の既燃ガスを排出するための排気通路43が排気マニホールド18を介して接続されている。
The
各シリンダ49は図示しない吸気ポートを介して吸気マニホールド17と連通するとともに、図示しない排気ポートを介して排気マニホールド18と連通している。各シリンダ49には、吸気ポートを開閉する不図示の吸気バルブと、排気ポートを開閉する不図示の排気バルブが備えられている。本実施例のエンジン1には、吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを可変制御可能な可変バルブタイミング機構(VVT)46が備えられている。
Each
吸気マニホールド17との接続箇所近傍の吸気通路42には、排気マニホールド18から排気通路43に排出された排気の一部を吸気マニホールド17との接続箇所近傍の吸気通路42内に導くHPL−EGR通路15が接続されている。HPL−EGR通路15の接続箇所より上流側の吸気通路42には、吸気通路42内を流れるガスの量を調節する第1スロットル弁9が備えられている。第1スロットル弁9より上流側の吸気通路42には、インタークーラ2が備えられている。
An HPL-EGR passage that guides part of the exhaust discharged from the
インタークーラ2の上流側と下流側の吸気通路42は、インタークーラ2をバイパスするインタークーラバイパス通路10によって連通している。インタークーラバイパス通路10の途中にはインタークーラバイパス通路10を開閉するインタークーラバイパス弁20が備えられている。
The
インタークーラ2より上流側の吸気通路42には、ターボチャージャ13のコンプレッサ11が備えられている。コンプレッサ11より上流側の吸気通路42には、後述する排気浄化装置41から流出した排気の一部をコンプレッサ11より上流側の吸気通路42内に導くLPL−EGR通路44が接続されている。LPL−EGR通路44の接続箇所より上流側の吸気通路42には、吸気通路42内を流れるガスの量を調節する第2スロットル弁22が備えられている。第2スロットル弁22より上流側の吸気通路42には、吸気通路42に流入する空気の流量を測定するエアフローメータ7が備えられている。
The
排気マニホールド18との接続箇所近傍の排気通路43には、HPL−EGR通路15が接続されている。HPL−EGR通路15の接続箇所より下流側の排気通路43には、ターボチャージャ13のタービン12が備えられている。
An HPL-
このターボチャージャ13は、タービン12に開度可変のノズルベーン5を備え、ノズルベーン5の開度を変化させることによってターボチャージャ13による過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャである。さらに、このターボチャージャ13は、排気のエネルギーによらずにタービン12を回転駆動することが可能なターボアシストモータ21を備えている。ターボアシストモータ21によってタービン12を回転させることにより、排気の流れが存在しない状況においても、タービン12を回転させ、これによりタービン12の上流側の排気通路42から下流側の排気通路42へ流れるガスの流れを作り出すことができる。
The
タービン12より下流側の排気通路43には、排気の空燃比を測定する第1A/Fセンサ50が備えられている。第1A/Fセンサ50より下流側の排気通路43には、排気中
に燃料を添加する燃料添加弁19が備えられている。燃料添加弁19より下流側の排気通路43には、排気浄化装置41が備えられている。排気浄化装置41は、酸化触媒と、該酸化触媒の後段に配置され排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタと、を有する。
The
排気浄化装置41の上流側と下流側との差圧を測定する差圧センサ47が備えられている。排気浄化装置41より下流側の排気通路43には、排気浄化装置41から流出する排気の温度を測定する排気温度センサ37と、排気浄化装置41から流出する排気の空燃比を測定する第2A/Fセンサ38が備えられている。排気温度センサ37及び第2A/Fセンサ38より下流側の排気通路43には、LPL−EGR通路44が接続されている。LPL−EGR通路44の接続箇所より下流側の排気通路43には、排気通路43を流れる排気の流量を調節する排気絞り弁6が備えられている。
A
タービン12より上流側の排気通路43と、コンプレッサ11より下流側の吸気通路42とは、HPL−EGR通路15によって連通しているおり、タービン12より上流側の排気通路43を流れる排気の一部が、HPL−EGR通路15を通って、HPL−EGRガスとしてコンプレッサ11より下流側の吸気通路42に流入することができる。HPL−EGR通路15の途中にはHPL−EGRガスを冷却するHPL−EGRクーラ16が備えられている。HPL−EGRクーラ16の上流側と下流側のHPL−EGR通路15は、HPL−EGRクーラバイパス通路36によって連通している。HPL−EGRクーラバイパス通路36の途中には、HPL−EGRクーラバイパス通路36を開閉するHPL−EGRクーラバイパス弁23が備えられている。HPL−EGRクーラ16より吸気通路42側のHPL−EGR通路15には、HPL−EGRガスの量を調節するHPL−EGR弁14が備えられている。
The
排気浄化装置41より下流側の排気通路43と、第2スロットル弁22とコンプレッサ11との間の吸気通路42とは、LPL−EGR通路44によって連通しており、排気通路43を流れる排気の一部が、LPL−EGR通路44を通って、LPL−EGRガスとして吸気通路42に流入することができる。LPL−EGR通路44の途中にはLPL−EGRガスを冷却するLPL−EGRクーラ33が備えられている。LPL−EGRクーラ33の上流側と下流側のLPL−EGR通路44は、LPL−EGRクーラバイパス通路35によって連通している。LPL−EGRクーラバイパス通路35の途中には、LPL−EGRクーラバイパス通路35を開閉するLPL−EGRクーラバイパス弁34が備えられている。LPL−EGRクーラ33より吸気通路42側のLPL−EGR通路44には、LPL−EGRガス量を調節するLPL−EGR弁45が備えられている。
The
エンジン1には、エンジン1の冷却水温を測定する水温センサ48、エンジン1のクランクシャフトの回転角度を測定するクランク角度センサ30、アクセルペダル52の踏み込み量を測定するアクセル開度センサ27、ハイブリッドシステムが搭載された車両の車速を測定する車速センサ28が備えられている。
The
図1、図2に基づいて、このハイブリッドシステムの制御系について説明する。 The control system of this hybrid system will be described with reference to FIGS.
このハイブリッドシステムは、ハイブリッドシステム全体の動作を制御するコンピュータユニットであるECU26を備える。ECU26は、CPU、ROM、RAM等の公知の構成を有する電子制御コンピュータである。
This hybrid system includes an
ECU26には、差圧センサ47、車速センサ28、水温センサ48、クランク角度センサ30、エアフローメータ7、アクセル開度センサ27、排気温度センサ37、第1A/Fセンサ50、第2A/Fセンサ38、バッテリ25の充電状態を取得するSOCセン
サ51、MG1の回転数を測定するMG1回転数センサ31、MG2の回転数を測定するMG2回転数センサ32、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の状態量を測定するセンサ装置が接続されており、各センサによって測定された状態量の情報がECU26に入力される。
The
また、ECU26には、VVT46、燃料添加弁19、インジェクタ29、第1スロットル弁9、第2スロットル弁22、LPL−EGR弁45、HPL−EGR弁14、排気絞り弁6、ノズルベーン5、ターボアシストモータ21、インタークーラバイパス弁20、HPL−EGRクーラバイパス弁23、LPL−EGRクーラバイパス弁34、インバータ24、その他ハイブリッドシステム及び車両の各種の装置を駆動するアクチュエータ等が接続されており、前記各センサから入力される情報に基づいてこれら各機器の動作を駆動制御する制御信号を出力する。
The
ECU26は、アクセル開度センサ27から入力されるアクセル開度情報、クランク角度センサ30から入力されるクランク角度情報に基づいて、現在のエンジン負荷、エンジン回転数、要求トルクを算出するとともに、SOCセンサ51からのバッテリ25の充電状態情報やエアコン等の補機類の要求電力等に応じて、エンジン1の要求トルクを算出する。そして、算出された要求トルクに基づいて、インジェクタ29からの燃料噴射量や吸入空気量を制御する。インジェクタ29からの燃料噴射量の目標値は、上記のようにして各センサからの情報に基づいて把握されたエンジン負荷及びエンジン回転数から、マップに基づいて決定される。また、エンジン回転数及び吸入空気量から、スモーク発生量が許容上限を超えないように定められるスモーク限界噴射量がマップに基づいて決定される。燃料噴射量の目標値がスモーク限界噴射量を超えないように、最終的な燃料噴射指令値が決定され、インジェクタ29に指令信号が送出される。
The
ECU26は、各センサからの入力に基づいて把握される車両の運転状態、バッテリ25の充電状態、運転者からの要求に関する情報に基づいて、エンジン1、MG1及びMG2の動作を制御する。
The
例えば、車両の走行開始直後の低速運転状態では、エンジン1を停止状態とし、MG2をモータとして力行させ、MG2のみの動力によって車両走行用の駆動力を出力する。このような走行モードをEV走行モードと称する。
For example, in a low-speed driving state immediately after the vehicle starts to travel, the
車両の速度が上昇し所定の速度又は負荷に達すると、MG1によってエンジン1をクランキングするとともにインジェクタ29による燃料噴射を開始してエンジン1を始動させ、エンジン1及びMG2を併用して車両走行用の駆動力を出力する。この場合、エンジン1の出力の一部が動力分割機構3によってMG1に分配され、MG1が発電した電力によってMG2をモータとして動作させ、MG2の動力によってエンジン1をアシストする。
When the vehicle speed increases and reaches a predetermined speed or load, the
また、SOCセンサ51からの情報によって、バッテリ25の充電量が所定の基準レベル以下に低下している場合には、車両走行用の駆動力を出力するためにエンジン1に要求される出力以上の動力をエンジン1に出力させ、エンジン1の余剰動力によってMG1を発電機として動作させてバッテリ25の充電を行う。
Further, when the amount of charge of the
制動要求時には、駆動輪40の回転エネルギーをMG2に伝達してMG2を発電機として動作させて回生発電による制動が行われる。
When the braking is requested, the rotational energy of the
ECU26は、運転状態に応じてMG1/MG2のモータ/発電の要求動作状態、MG1及びMG2の要求出力回転数及び要求出力トルクを求め、MG1及びMG2をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ24に出力する。インバータ24は、ECU26からの
指令に従い、バッテリ25から供給される直流電圧からMG1及びMG2へ供給する三相交流電流を生成する。
The
また、ECU26は、エンジン1に対していわゆるエコラン制御を行う。すなわち、例えば交差点における信号待ち等で車両が停止した場合等の所定のエンジン停止条件が成立する時に、エンジン1を自動的に停止させ、その後、例えばブレーキペダルの踏み込みが解除された場合やクラッチが踏み込まれた場合等の所定のエンジン始動条件が成立する時に、エンジン1を自動的に始動させる制御を行う。このようなエコラン制御を実行することにより、燃費の向上とエミッションの改善を図っている。
Further, the
次に、本実施例の特徴点であるフィルタの再生制御について説明する。 Next, filter regeneration control, which is a feature of this embodiment, will be described.
排気浄化装置41のフィルタに捕集されたパティキュレートマターの量が多くなるに従ってフィルタにおける圧力損失が大きくなるため、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量が所定の基準量を超えたと判断されたら、フィルタの温度をパティキュレートマターの着火温度まで上昇させ、パティキュレートマターを酸化させてフィルタから除去するフィルタ再生制御を行う。
Since the pressure loss in the filter increases as the amount of particulate matter collected in the filter of the
エンジン1が運転中におけるフィルタ再生制御は、エンジン1の負荷を高めることによって行う。エンジン1の負荷が高められることにより、エンジン1からの排気の温度が高くなるので、フィルタの温度が上昇し、フィルタに捕集されたパティキュレートマターが酸化される。エンジン1の運転中のフィルタ再生制御はこれ以外の公知の制御方法を用いても良い。
Filter regeneration control during operation of the
更に、本実施例では、エンジン1の停止時においてもフィルタ再生制御を実行することを特徴とする。本実施例においてエンジン1の停止時とは、ハイブリッドシステムがEV走行モードで動作している場合又はエコラン制御によってエンジン1が自動停止される場合を指す。エンジン1の停止時に実行されるフィルタ再生制御について、図3に基づいて説明する。図3は、エンジン1の停止時に行われるフィルタ再生制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
Further, the present embodiment is characterized in that the filter regeneration control is executed even when the
ステップS101において、ECU26は、エンジン1が停止状態であるか否かを判定する。本実施例では、ハイブリッドシステムがEV走行モードで動作している場合、又は、エコラン制御によってエンジン1が自動停止されている場合に、エンジン1が停止状態であると判定される。ステップS101においてエンジン1が停止状態であると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS102に進む。ステップS101においてエンジン1が停止状態でないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S101, the
ステップS102において、ECU26は、フィルタ再生制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。本実施例では、上記のように、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量が前記基準量を超えたと判断した場合に、フィルタ再生制御の実行条件が成立していると判定される。本実施例では、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量は、差圧センサ47による測定値に基づいて判断する。すなわち、差圧センサ47による測定値に基づいてフィルタにおける圧力損失を算出し、算出された圧力損失が予め定められた基準圧力損失より大きい場合に、フィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量が前記基準量を超えたと判定する。ステップS102においてフィルタ再生制御の実行条件が成立していると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS103に進む。フィルタ再生制御の実行条件が成立していないと判定された場合(No)、ECU
26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S102, the
26 once exits this routine.
ステップS103において、ECU26は、フィルタの昇温制御を実行する。本実施例では、MG1によってエンジン1をモータリングするとともに燃料添加弁19によって排気通路43に燃料添加を行う。この時、第2スロットル弁22及び第1スロットル弁9を開弁する。これにより、吸気通路42内に吸入された空気は、燃焼せずにエンジン1を通過し、排気通路43に排出され、燃料添加弁19によって添加された燃料とともに排気通路43を流れて、排気浄化装置41に流入する。そして、排気浄化装置41のフィルタの前段に配置された酸化触媒において空気中の酸素と添加燃料とが反応し、その反応熱によって後段のフィルタが昇温される。
In step S <b> 103, the
ステップS104において、ECU26は、フィルタの温度を取得する。本実施例では、排気温度センサ37によって排気浄化装置41から流出する排気の温度を測定し、この測定値に基づいてフィルタの温度を推定する。
In step S104, the
ステップS105において、ECU26は、フィルタの昇温が完了したか否か判定する。本実施例では、ステップS104で取得したフィルタの温度が所定の基準温度以上になった場合に、フィルタの昇温が完了したと判定する。ここで、基準温度は、フィルタにおいてパティキュレートマターの酸化反応が進行するために必要なフィルタの温度に基づいて定められる(例えば600℃)。ステップS105でフィルタの昇温が完了したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS106に進む。ステップS105でフィルタの昇温が完了していないと判定された場合(No)、ECU26はステップS104に戻る。
In step S105, the
ステップS106において、ECU26は、排気循環制御を実行する。ここで、排気循環制御とは、フィルタから流出する排気の少なくとも一部を、フィルタを含む循環経路内で循環させる制御を意味する。本実施例では、具体的には、第2スロットル弁22を閉弁し、LPL−EGR弁45を開弁し、第1スロットル弁9を開弁し、HPL−EGR弁14を閉弁し、インタークーラバイパス弁20を開弁し、LPL−EGRクーラバイパス弁34を開弁し、排気絞り弁6を閉弁する弁開閉制御を実行するとともに、MG1によってエンジン1をモータリングする。
In step S106, the
これにより、フィルタから流出するガスは、LPL−EGR通路44を通って吸気通路42に流入し、MG1によってモータリングされるエンジン1に吸入される。ここでは、エンジン1への燃料供給は停止中であるから、エンジン1に吸入された吸気は燃焼することなくそのまま排気通路43に排出される。排気通路43に排出された排気はタービン12を経てフィルタに流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、フィルタから流出したガスが、フィルタを含む循環経路内を循環することになる。ここでは、フィルタの昇温が完了しており、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が開始しているため、フィルタからは高温のガスが流出している。この高温のガスが上記循環経路内を循環して再びフィルタに流入するので、フィルタの温度を高温に保つことが可能となる。
Thereby, the gas flowing out from the filter flows into the
ステップS107において、ECU26は、VVT46により、エンジン1の排気バルブの閉弁時期を早め、上死点直後の時期に排気バルブの開弁時期を設定する。これにより、圧縮行程で圧縮されて高温になったシリンダ49内のガスは、エンジン1の冷却水による冷却や膨張行程における膨張によって温度低下してしまう前に、排気通路43に排出される。これにより、上記循環経路内を循環してフィルタに流入するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。よって、フィルタ再生制御実行中のフィルタの温度をより確実に高温に保つことが可能となる。
In step S107, the
ステップS108において、ECU26は、フィルタに流入する排気の酸素濃度を取得する。本実施例では、第2A/Fセンサ38によって排気の空燃比を測定し、この測定値に基づいてフィルタに流入する排気の酸素濃度を推定する。
In step S108, the
ステップS109において、ECU26は、フィルタに流入する排気の酸素濃度が、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が好適に進行するために必要な酸素濃度に対して不足しているか否かを判定する。本実施例では、ステップS108で取得したフィルタに流入する排気の酸素濃度が所定の基準酸素濃度未満である場合に、フィルタに流入する排気の酸素濃度が不足していると判定する。ここで、基準酸素濃度は、フィルタにおいてパティキュレートマターの酸化反応が進行するために必要なフィルタ流入ガスの酸素濃度に基づいて定められる。ステップS109でフィルタ流入ガスの酸素濃度が不足していると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS110に進む。ステップS109でフィルタ流入ガスの酸素濃度が不足していないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S109, the
ステップS110において、ECU26は、フィルタの温度が基準温度以上であるか否かを判定する。基準温度は、上記のように、フィルタにおいてパティキュレートマターの酸化反応が進行するために必要な温度に基づいて予め定められる。ステップS110でフィルタの温度が基準温度以上であると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS111に進む。ステップS110でフィルタの温度が基準温度以上ではないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S110, the
ステップS111において、ECU26は、フィルタを含む循環経路内を循環しているガスの酸素濃度を高める制御を実行する。本実施例では、第2スロットル弁22の開度を開き側の開度に変更する。こうすることで、上述した循環経路内に流入する新気の量が増加するので、循環経路内を循環してフィルタに流入するガスの酸素濃度を高めることができる。ステップS111を実行したECU26は、ステップS108に戻る。
In step S111, the
以上説明したフィルタ再生制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタを含む循環経路内で、フィルタから流出する高温のガスを循環させるので、フィルタの温度の低下を抑制することができる。そして、フィルタの温度を高温状態に維持し、且つ、フィルタにおけるパティキュレートマターの酸化反応のために最低限必要な酸素を供給できるように、第2スロットル弁22の開度が制御されるので、循環経路内を循環するガス中に連続的に新気を導入しながらフィルタ再生制御を実行することができる。
By executing the filter regeneration control routine described above, when performing the filter regeneration control when the engine is stopped, the high-temperature gas flowing out from the filter is circulated in the circulation path including the filter. Can be suppressed. Since the opening of the
従来、エンジン停止時にMG1によってエンジンモータリングを行いながらフィルタ再生制御を実行する場合に、パティキュレートマターの酸化反応のために必要な酸素をフィルタに供給すべく新気を導入すると、低温の新気によってフィルタの温度が低下してしまうため、フィルタの温度が低下したら新気の導入を停止し、フィルタを再度昇温させてから再び新気の導入を開始する、というように酸素の供給を断続的に行わざるを得ず、連続的に新気を導入することが難しかった。そのため、フィルタの再生速度(パティキュレートマターが酸化してフィルタから除去される速度)が遅い、という問題があった。 Conventionally, when performing filter regeneration control while performing engine motoring with MG1 when the engine is stopped, if fresh air is introduced to supply oxygen necessary for the oxidation reaction of particulate matter to the filter, low temperature fresh air is introduced. The temperature of the filter will decrease, so if the temperature of the filter decreases, the introduction of fresh air will be stopped, the temperature of the filter will be raised again, and the introduction of fresh air will start again. It was difficult to introduce new air continuously. Therefore, there has been a problem that the regeneration speed of the filter (the speed at which the particulate matter is oxidized and removed from the filter) is slow.
この点、本実施例の場合、上述のように、連続的に新気を導入しても、フィルタから排出される高温のガスがフィルタを含む循環経路内を循環するため、フィルタの温度が低下することを抑制できる。従って、フィルタへ酸素の供給を連続的に行うことが可能であり、フィルタの再生速度を速めることが可能となる。 In this respect, in the case of the present embodiment, as described above, even if fresh air is continuously introduced, the high-temperature gas discharged from the filter circulates in the circulation path including the filter, so the temperature of the filter decreases. Can be suppressed. Therefore, oxygen can be continuously supplied to the filter, and the regeneration speed of the filter can be increased.
なお、このような本実施例に特有の効果を奏するためには、最低限、エンジン1の停止中にフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタから流出する排気を循環させることができ、且つ、フィルタの温度低下を抑制しつつフィルタ再生制御に必要な酸素をフィルタに供給可能なように第2スロットル弁22の開度を調節することができれば十分である。
In order to achieve such an effect peculiar to the present embodiment, at least, when the filter regeneration control is executed while the
従って、HPL−EGRに関わる構成要素(HPL−EGR通路15、HPL−EGR弁14、HPL−EGRクーラ16、HPL−EGRクーラバイパス通路36、HPL−EGRクーラバイパス弁23、第1スロットル弁9)は必ずしも必要ではない。また、ターボチャージャ13がモータアシストターボチャージャ或いは可変容量型ターボチャージャである必要もない。また、エンジン1の停止時にフィルタを含む循環経路内でフィルタから流出する排気を循環させるための動力源としてエンジン1をモータリング可能なMG1を有していれば十分であり、エコラン制御を実行可能なシステムである必要はない。また、MG1に相当するエンジンモータリング用の動力源を有していれば、ハイブリッドシステムの構成は本実施例で例示した構成に限定されるわけではない。
Therefore, the components related to HPL-EGR (HPL-
また、インタークーラバイパス通路10を設けてフィルタ再生制御時にインタークーラバイパス弁20を開弁することや、LPL−EGRクーラバイパス通路35を設けてフィルタ再生制御時にLPL−EGRクーラバイパス弁34を開弁することや、VVT46によって排気バルブの開弁時期を進角させることは、これらを実行することによってエンジン停止時にフィルタに流入するガスの温度を高温に維持するという本実施例に特有の効果をより一層高めることができるものの、本実施例の効果を奏するために必須の要件ではない。
Further, the
また、フィルタ再生制御の実行条件の判定のために、差圧センサ47による測定値に基づいてフィルタにおけるパティキュレートマターの捕集量を推定する例を示したが、その他公知の種々の方法によってフィルタ再生制御の実行条件を判定しても良い。また、フィルタ昇温制御として、燃料添加弁19から排気中に燃料を添加してフィルタ前段の酸化触媒で酸化還元反応させる方法を例示したが、その他公知の種々の方法によってフィルタを昇温しても良い。また、フィルタ再生制御のための酸素が不足しているか否かの判定を、フィルタから流出する排気の空燃比を測定する第2A/Fセンサ38の測定値に基づいて行う場合を例示したが、酸素不足の判定方法もその他公知の種々の方法を利用可能である。また、本実施例では、フィルタの温度を取得するためにフィルタから流出する排気の温度の測定結果に基づく推定を行う例について説明したが、フィルタの温度を取得する方法はその他公知の種々の方法を用いることができる。
In addition, in order to determine the execution condition of the filter regeneration control, an example is shown in which the collected amount of particulate matter in the filter is estimated based on the measured value by the
本実施例において、第2スロットル弁22が、本発明におけるスロットル弁に相当する。LPL−EGR弁45が、本発明におけるEGR弁に相当する。LPL−EGR通路44が、本発明におけるEGR通路に相当する。MG1が、本発明におけるエンジン以外の動力源(非エンジン動力源ともいう)、特に「第2の動力源」に相当する。MG2が、本発明におけるエンジン以外の動力源(非エンジン動力源ともいう)、特に「第1の動力源」に相当する。ステップS106において、第2スロットル弁22を閉弁し、LPL−EGR弁45を開弁し、エンジン1をモータリングするようにMG1を制御するECU26が、本発明における排気循環手段に相当する。VVT46が、本発明における可変バルブタイミング装置に相当する。ステップS103〜ステップS105、ステップS107〜ステップS111を実行するECU26が、本発明における再生制御手段に相当する。
In the present embodiment, the
次に、本発明の実施例2を説明する。本実施例は、実施例1で説明したハイブリッドシステムにおいて、エンジン1の停止中にフィルタを含む循環経路内で排気を循環させながらフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタが過昇温することを抑制するための制御
を行うことを特徴とする。本実施例において、実施例1と実質的に同一の構成要素については、実施例1と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in the hybrid system described in the first embodiment, when the filter regeneration control is executed while the exhaust gas is circulated in the circulation path including the filter while the
本実施例において、エンジン1の停止時に実行されるフィルタ再生制御について、図4に基づいて説明する。図4は、エンジン1の停止時に行われるフィルタ再生制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
In this embodiment, filter regeneration control that is executed when the
ステップS101〜ステップS107までは実施例1において図3に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップS107を実行したECU26は、ステップS208に進む。
Steps S101 to S107 are the same as the control described in the first embodiment based on FIG. In the present embodiment, the
ステップS208において、ECU26は、フィルタの温度を取得する。ステップS208では、実施例1のステップS104で説明したのと同様に、排気温度センサ37によって排気浄化装置41から流出する排気の温度を測定し、この測定値に基づいてフィルタの温度を推定して取得する。
In step S208, the
ステップS209において、ECU26は、フィルタが過昇温する虞があるか否か判定する。本実施例では、ステップS208で取得したフィルタの温度が所定の上限温度を超えた場合に、フィルタが過昇温する虞があると判定する。ここで、上限温度は、それ以上フィルタの温度が上昇するとフィルタが過昇温して破損する可能性が高まると判断可能なフィルタの温度であり、予め実験等により求められる(例えば700℃)ステップS209でフィルタが過昇温する虞があると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS210に進む。ステップS209でフィルタが過昇温する虞はないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S209, the
ステップS210において、ECU26は、フィルタを含む循環経路内を循環しているガスの温度を低下させる制御を実行する。本実施例では、第2スロットル弁22の開度を開き側に変更し、LPL−EGR弁45の開度を閉じ側に変更し、MG1によるエンジン1のモータリング回転数を上昇させる。第2スロットル弁22が開き側に変更されることにより、低温の新気が循環経路内に流入し、循環経路内のガスの温度が低下する。また、LPL−EGR弁45が閉じ側に変更されることにより、循環経路内に流入するフィルタからの高温の排気が減少するので、循環経路内のガスの温度が低下する。また、MG1によるエンジン1のモータリング回転数を上昇させることにより、フィルタを通過するガス量が増加するので、通過ガスによる熱の持ち去りによってフィルタの温度を低下させることができる。ステップS210を実行した後、ECU26はステップS208に戻る。
In step S210, the
実施例1で説明したように、本実施例では、エンジン1の停止時にフィルタ再生制御を実行する場合に、フィルタを含む循環経路内で、フィルタから流出する高温のガスを循環させるので、フィルタの温度低下を抑制することができるという効果がある。この効果のために、場合によっては、フィルタの温度が高くなり過ぎてしまう可能性もある。その点、本実施例によれば、フィルタの温度が上限温度を超えた場合には、逆に循環経路内のガス温度やフィルタの温度を低下させる制御が実行されるので、フィルタの過昇温を抑制することができる。
As described in the first embodiment, in this embodiment, when the filter regeneration control is executed when the
なお、本実施例では、ステップS210において循環経路内のガスの温度を低下させるために、第2スロットル弁22を開き側にし、LPL−EGR弁45を閉じ側にし、MG1によるエンジンモータリング回転数を上昇させる制御を行ったが、少なくともこれらのいずれかを実行するように構成しても良い。その場合でも、循環経路内のガスの温度を低下させるという効果を奏することができる。
In this embodiment, in order to lower the temperature of the gas in the circulation path in step S210, the
本実施例において、ステップS103〜ステップS105、ステップS107、ステップS208〜ステップS210を実行するECU26が、本発明における再生制御手段に相当する。
In this embodiment, the
次に、本発明の実施例3を説明する。本実施例では、エンジン1の停止時にフィルタ再生制御を実行する場合に、ターボアシストモータ21によってタービン12を回転駆動することによって、フィルタを含む循環経路内で排気を循環させる。この点で、エンジン停止時にMG1によってエンジン1をモータリングすることによって循環経路内で排気を循環させるようにした実施例1又は実施例2と相違する。本実施例において、実施例1又は実施例2と実質的に同一の構成要素については、実施例1又は2と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, when the filter regeneration control is executed when the
本実施例において、エンジン1の停止時に実行されるフィルタ再生制御について、図5に基づいて説明する。図5は、エンジン1の停止時に行われるフィルタ再生制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
In this embodiment, filter regeneration control that is executed when the
ステップS101〜ステップS105までは実施例1において図3に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップS105を実行したECU26は、ステップS306に進む。
Steps S101 to S105 are the same as the control described in the first embodiment based on FIG. In the present embodiment, the
ステップS306において、ECU26は、排気循環制御を実行する。本実施例における排気循環制御では、第2スロットル弁22を閉弁し、LPL−EGR弁45を開弁し、第1スロットル弁9を開弁し、HPL−EGR弁14を閉弁し、インタークーラバイパス弁20を開弁し、LPL−EGRクーラバイパス弁34を開弁し、排気絞り弁6を閉弁し、VVT46によってエンジン1の吸気バルブ及び排気バルブをともに開弁状態で停止させる弁制御を実行するとともに、ターボアシストモータ21によってタービン12を回転駆動する。
In step S306, the
VVT46によってエンジン1の吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁状態で固定されるので、エンジン1が停止している場合でも、吸気マニホールド17内に流入した吸気はシリンダ49内を通過して排気マニホールド18内に流出する。これにより、フィルタから流出するガスは、LPL−EGR通路44を通って吸気通路42に流入し、吸気マニホールド17、シリンダ49、排気マニホールド18を通って排気通路43に流出し、ターボアシストモータ21によって回転駆動されるタービン12によって排気浄化装置41側に送り出され、再びフィルタに流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、フィルタから流出したガスが、フィルタを含む循環経路内を循環することになる。実施例1でも説明したように、この時フィルタの昇温が完了しており、フィルタに捕集されたパティキュレートマターの酸化反応が開始しているため、フィルタからは高温のガスが流出している。この高温のガスが上記循環経路内を循環して再びフィルタに流入するので、フィルタの温度を高温に保つことが可能となる。
Since both the intake valve and the exhaust valve of the
本実施例では、ステップS306を実行したECU26は、実施例2において図4に基づいて説明したステップS208〜S209を実行する。すなわち、フィルタの温度を取得し、フィルタが過昇温する虞があるか否かを判定する。ステップS209でフィルタが過昇温する虞があると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS310に進む。ステップS209でフィルタが過昇温する虞はないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In the present embodiment, the
ステップS310において、ECU26は、フィルタを含む循環経路内を循環しているガスの温度を低下させる制御を実行する。本実施例では、第2スロットル弁22の開度を開き側に変更し、LPL−EGR弁45の開度を閉じ側に変更し、ターボアシストモータ21によるタービン12の回転数を上昇させる。第2スロットル弁22を開き側に変更すること及びLPL−EGR弁45を閉じ側に変更することによる循環経路内のガス温度の低下効果については、実施例2で説明した通りである。ターボアシストモータ21によるタービン12の回転数を上昇させることにより、フィルタを通過するガス量が増加するので、通過ガスによる熱の持ち去りによってフィルタの温度を低下させることができる。ステップS310を実行した後、ECU26はステップS208に戻る。
In step S310, the
本実施例によれば、フィルタの温度が上限温度を超えた場合には、循環経路内のガス温度やフィルタの温度を低下させる制御が実行されるので、フィルタの過昇温を抑制することができる。 According to the present embodiment, when the temperature of the filter exceeds the upper limit temperature, control is performed to reduce the gas temperature in the circulation path or the temperature of the filter, so that excessive temperature rise of the filter can be suppressed. it can.
なお、本実施例では、ステップS310において、第2スロットル弁22を開き側にすること、LPL−EGR弁45を閉じ側にすること、及び、ターボアシストモータ21によってタービン12の回転数を上昇させることの全てを実行することによって、循環経路内のガス温度を効果的に低下させる例を説明したが、少なくともこれらのいずれかを実行するように構成しても、循環経路内のガスの温度を低下させるという効果を奏することができる。
In this embodiment, in step S310, the
また、本実施例は、実施例2におけるMG1によるエンジンモータリングの代わりに、ターボアシストモータ21によるタービン12の回転駆動を用いて、エンジン停止時にフィルタから流出するガスをフィルタを含む循環経路内で循環させる場合について説明したが、実施例1におけるMG1によるエンジンモータリングの代わりに、このターボアシストモータ21によるタービン12の回転駆動を用いることもできる。この場合、エンジン停止時のフィルタ再生制御ルーチンは、図3のフローチャートにおけるステップS106の代わりに図5のステップS306を実行し、ステップS306を実行した後、図3のステップS108〜ステップS111を実行するようにすれば良い。こうすることで、ターボアシストモータ21によってタービン12を回転駆動することによってエンジン停止時にフィルタからのガスを循環させるようにした構成においても、フィルタの温度低下を抑制しつつフィルタ再生制御に必要な酸素を連続的にフィルタに供給することができ、フィルタの再生速度を向上させることができる。
Further, in this embodiment, instead of the engine motoring by MG1 in the second embodiment, the rotation of the
また、本実施例のように、エンジン停止時のガス循環のためにターボアシストモータ21によるタービン12の回転駆動を利用する場合には、エンジン1をモータリングすることが可能なMG1のような動力源を備えている必要はない。従って、少なくともターボアシストターボチャージャを備えていれば、エンジンのみを動力源として搭載した非ハイブリッド車両に対しても本実施例を適用することが可能である。
Further, as in the present embodiment, when the rotational drive of the
本実施例において、ステップS103〜ステップS105、ステップS208〜ステップS209、ステップS310を実行するECU26が、本発明における再生制御手段に相当する。
In this embodiment, the
次に、本発明の実施例4を説明する。本実施例では、図2に示したハイブリッドシステムの構成において、排気浄化装置41は、吸蔵還元型のNOx触媒を有している。このNOx触媒は、酸素過剰雰囲気中において排気中のNOxを吸蔵し、該吸蔵したNOxを酸素濃度が低下した還元雰囲気中において放出し、該放出したNOxを還元剤の存在下で還
元することによって排気を浄化する触媒である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in the configuration of the hybrid system shown in FIG. 2, the
本実施例では、少なくともエンジン1に車両駆動用の動力を発生させる運転モードでハイブリッドシステムが動作している時に、エンジン1から排出される排気中のNOxをNOx触媒に吸蔵させる。そして、エンジン1の停止時に、燃料添加弁19によってリッチスパイクを行うことによってNOx触媒に吸蔵されたNOxを放出させて還元するNOx還元制御を行う。ここで、エンジン1の停止時とは、ハイブリッドシステムがEV走行モードで動作している場合又はエコラン制御によってエンジン1が自動停止される場合を指す。エンジン1の停止時に実行されるNOx還元制御について、図6に基づいて説明する。図6は、エンジン1の停止時に行われるNOx還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
In this embodiment, at least when the hybrid system is operating in an operation mode in which the
ステップS101において、ECU26は、エンジン1が停止状態であるか否かを判定する。このステップS101の内容は、実施例1で説明した図3のステップS101の内容と同一であるから詳細な説明は省略する。本実施例では、ECU26は、ステップS101を実行した後、ステップS402に進む。
In step S101, the
ステップS402において、ECU26は、NOx還元制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。本実施例では、上記のように、基本的にはエンジン動作中にNOx触媒にNOxを吸蔵させ、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する。しかし、エンジン停止時であっても、NOx触媒におけるNOxの吸蔵量がNOx還元制御の実行を必要とするほど多くない場合には、NOx還元制御を実行せずにこのルーチンを一旦抜ける。本実施例では、NOx触媒におけるNOx吸蔵量は、前回NOx還元制御を実行してからの運転履歴(燃料消費量、走行距離、その他の情報)に基づいて推定する。推定されたNOx吸蔵量が所定の基準量を超えている場合に、NOx還元制御の実行条件が成立していると判定する。ステップS402においてNOx還元制御の実行条件が成立していると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS403に進む。NOx還元制御の実行条件が成立していないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S402, the
ステップS403において、ECU26は、NOx触媒の昇温制御を実行する。ステップS403におけるNOx触媒の昇温制御の内容は、実施例1において説明した図3のステップS103のフィルタの昇温制御と実質的に同一である。すなわち、燃料添加弁19によって排気中に燃料添加を行い、この添加燃料と空気中の酸素との反応熱を利用して、NOx触媒を昇温する。
In step S403, the
ステップS404において、ECU26は、NOx触媒の温度を取得する。本実施例では、排気温度センサ37によって排気浄化装置41から流出する排気の温度を測定し、この測定値に基づいてNOx触媒の温度を推定する。NOx触媒の床温を直接測定するセンサを備えた構成としても良い。
In step S404, the
ステップS405において、ECU26は、NOx触媒の昇温が完了したか否かを判定する。本実施例では、ステップS404で取得したNOx触媒の温度が所定の基準温度以上になった場合に、NOx触媒の昇温が完了したと判定する。ここで、基準温度は、NOx触媒においてNOxの還元反応が進行するために必要なNOx触媒の温度に基づいて定められる(例えば200℃)。ステップS405でNOx触媒の昇温が完了したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS106に進む。このステップS106の内容は、実施例1で説明した図3のステップS106の内容と同一であるから詳細な説明を省略する。ステップS405でNOx触媒の昇温が完了していないと判定された場合(No)、ECU26はステップS404に戻る。
In step S405, the
ECU26がステップS106を実行することにより、NOx触媒から流出するガスは、LPL−EGR通路44を通って吸気通路42に流入し、MG1によってモータリングされるエンジン1に吸入される。ここでは、エンジン1への燃料供給は停止中であるから、エンジン1に吸入された吸気は燃焼することなくそのまま排気通路43に排出される。排気通路43に排出された排気はタービン12を経てNOx触媒に流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、NOx触媒から流出したガスが、NOx触媒を含む循環経路内を循環することになる。従って、後述するステップS408でリッチスパイクを実行して、NOx触媒に吸蔵されたNOxの放出還元反応を開始した場合に、NOx触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びNOx触媒に流入するので、NOx触媒の温度を高温に保つことが可能となる。
When the
さらに、第2スロットル弁22が閉弁されていることから、この循環経路内への新気の流入が抑制される。従って、NOx触媒に流入する循環ガスの空燃比はリッチ側に維持されることになる。これにより、NOx触媒においてNOx放出・還元の反応が好適に進行するための還元雰囲気を作り出すために燃料添加弁19からリッチスパイクによって添加すべき燃料の量を低減することができる。その結果、NOx還元制御の実行に必要な燃料添加量を抑えることができるので、NOx還元制御に係る燃料消費量を抑制することが可能となる。
Furthermore, since the
ステップS407において、ECU26は、ノズルベーン5の開度を開き側に変更する。これにより、可変容量型のターボチャージャ13のタービン12の回転速度が低下する。従って、エンジン1から排出された排気の有する熱エネルギーの内、タービン12の回転運動に変換されるエネルギーの量が少なくなる。すなわち、タービン12を通過する前後における排気の温度低下を抑制することができる。これにより、上記循環経路内を循環してNOx触媒に流入するガスの温度をより確実に高温に維持することができる。よって、NOx還元制御実行中のNOx触媒の温度をより確実に高温に保つことが可能となる。
In step S407, the
ステップS408において、ECU26は、燃料添加弁19によりリッチスパイクを実行し、NOx触媒に吸蔵されたNOxの放出・還元反応を開始する。
In step S408, the
以上説明したNOx還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する場合に、NOx触媒を含む循環経路内で、NOx触媒から流出する高温のガスを循環させるので、NOx触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、NOx触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、NOx触媒の周囲雰囲気をNOx還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、NOx還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。 By executing the NOx reduction control routine described above, when the NOx reduction control is executed when the engine is stopped, the high-temperature gas flowing out from the NOx catalyst is circulated in the circulation path including the NOx catalyst. A decrease in temperature can be suppressed. Since a relatively rich gas always flows into the NOx catalyst, the amount of fuel to be added is reduced by a rich spike to make the ambient atmosphere of the NOx catalyst a reducing atmosphere in which NOx reduction control can be suitably performed. can do. Therefore, it is possible to reduce the fuel consumption related to the NOx reduction control.
なお、このような本実施例に特有の効果を奏するためには、最低限、エンジン1の停止中にNOx還元制御を実行する場合に、NOx触媒から流出する排気を循環させることができれば十分である。また、本実施例では、エンジン1の停止時にNOx触媒を含む循環経路内でNOx触媒から流出する排気を循環させるための動力源としてエンジン1をモータリング可能なMG1を有していれば十分である。従って、HPL−EGRに関わる構成要素や、ターボアシストモータ21や、エコラン制御を実行可能なシステムは必須ではない。また、MG1に相当するエンジンモータリング用の動力源を有していれば、ハイブリッドシステムの構成は本実施例で例示した構成に限定する必要はない。
In order to achieve such effects peculiar to the present embodiment, it is sufficient that at least the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst can be circulated when the NOx reduction control is executed while the
また、インタークーラバイパス弁20を開弁することや、LPL−EGRクーラバイパス弁34を開弁することや、ノズルベーン5を開弁することは、これらを実行することによってエンジン停止時にNOx触媒に流入するガスの温度を高温に維持するという本実施
例の効果をより一層高めることができるものの、本実施例の効果を奏するために必須ではない。
Also, opening the
また、本実施例では、NOx還元制御の実行要否の判定を前回のNOx還元制御の実行からの運転履歴に基づいて行う例について説明したが、判定方法はこれに限る必要はなく、公知の種々の方法によってNOx還元制御の実行用比の判定を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the example in which the determination of whether or not the NOx reduction control is necessary is performed based on the operation history from the previous execution of the NOx reduction control has been described, but the determination method is not limited to this, and a known method The execution ratio of the NOx reduction control can be determined by various methods.
次に、本発明の実施例5を説明する。本実施例では、エンジン1の停止時にNOx還元制御を実行する場合に、ターボアシストモータ21によってタービン12を回転駆動することによって、NOx触媒を含む循環経路内で排気を循環させる。この点で、エンジン停止時にMG1によってエンジン1をモータリングすることによって循環経路内で排気を循環させるようにした実施例4と相違する。本実施例において、実施例4又は既述の各実施例と実質的に同一の構成要素については、それら各実施例と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, when NOx reduction control is executed when the
本実施例において、エンジン1の停止時に実行されるNOx還元制御について、図7に基づいて説明する。図7は、エンジン1の停止時に行われるNOx還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
In this embodiment, the NOx reduction control executed when the
ステップS101〜ステップS405までは実施例4において図6に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップS405でNOx触媒の昇温が完了したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS506に進む。
Steps S101 to S405 are equivalent to the control described in the fourth embodiment with reference to FIG. In this embodiment, if it is determined in step S405 that the temperature increase of the NOx catalyst has been completed (Yes), the
ステップS506において、ECU26は、排気循環制御を実行する。本実施例における排気循環制御では、第2スロットル弁22を閉弁し、LPL−EGR弁45を開弁し、第1スロットル弁9を開弁し、HPL−EGR弁14を開弁し、インタークーラバイパス弁20を開弁し、LPL−EGRクーラバイパス弁34を開弁し、HPL−EGRクーラバイパス弁23を開弁し、排気絞り弁6を閉弁するとともに、ターボアシストモータ21によってタービン12を回転駆動する。
In step S506, the
HPL−EGR弁14が開弁されるので、エンジン1が停止している場合でも、吸気通路42内の吸気はHPL−EGR通路15を通って排気通路43に流入する。すなわち、エンジン運転時にHPL−EGR弁14が開弁されて通常のEGRが行われる場合とはHPL−EGR通路15内のガスの流れる向きが逆になる。これにより、NOx触媒から流出するガスは、LPL−EGR通路44を通って吸気通路42に流入し、HPL−EGR通路15を通って排気通路43に流入し、ターボアシストモータ21によって回転駆動されるタービン12によって排気浄化装置41側に送り出され、再びNOx触媒に流入する。このように、排気循環制御を実行することにより、NOx触媒から流出したガスが、NOx触媒を含む循環経路内で循環することになる。従って、後のステップS408でリッチスパイクを実行して、NOx触媒に吸蔵されたNOxの放出還元反応を開始した場合に、NOx触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びNOx触媒に流入するので、NOx触媒の温度を高温に保つことが可能となる。
Since the HPL-
さらに、第2スロットル弁22が閉弁されることによって循環経路内への新気の流入が抑制され、NOx触媒に流入する循環ガスの空燃比がリッチ側に維持され、リッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減できることは実施例4で説明した通りである。
Further, the
本実施例では、ステップS506を実行した後、ECU26はステップS408に進み
、燃料添加弁19によりリッチスパイクを実行する。ステップS408の内容は実施例4と同一であるから詳細な説明を省略する。
In the present embodiment, after executing step S506, the
以上説明したNOx還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する場合に、NOx触媒を含む循環経路内で、NOx触媒から流出する高温のガスを循環させるので、NOx触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、NOx触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、NOx触媒の周囲雰囲気をNOx還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、NOx還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。 By executing the NOx reduction control routine described above, when the NOx reduction control is executed when the engine is stopped, the high-temperature gas flowing out from the NOx catalyst is circulated in the circulation path including the NOx catalyst. A decrease in temperature can be suppressed. Since a relatively rich gas always flows into the NOx catalyst, the amount of fuel to be added is reduced by a rich spike to make the ambient atmosphere of the NOx catalyst a reducing atmosphere in which NOx reduction control can be suitably performed. can do. Therefore, it is possible to reduce the fuel consumption related to the NOx reduction control.
本実施例では、実施例3と同様にターボアシストモータ21によるタービン12の回転駆動を以て排気を循環させるための動力とし、エンジン停止時に吸気通路42内のガスを排気通路43に導く経路としてHPL−EGR通路15を利用する例について説明したが、エンジン停止時に吸気通路42内のガスを排気通路43に導くために、実施例3で説明した構成を用いても良い。すなわち、VVT46によってエンジン1の排気バルブ及び吸気バルブをともに開弁状態に固定し、吸気マニホールド17内のガスをシリンダ49を経由して排気マニホールド18に導くようにしても良い。逆に、実施例3において、本実施例と同様にHPL−EGR通路15を用いて吸気通路42内のガスを排気通路43に導くようにすることもできる。
In the present embodiment, as in the third embodiment, HPL- is used as a power for circulating the exhaust gas by rotating the
次に、本発明の実施例6を説明する。本実施例は、実施例4において、エンジン停止中にMG1でエンジンモータリングを行って排気の循環を行いながらNOx還元制御を実行している時に、エンジン1を始動させる条件が成立した場合、エンジン始動制御においてエンジン1への燃料噴射を再開する時期を遅延させることを特徴とする。本実施例において、実施例4と実質的に同一の構成要素については、実施例4と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明を省略する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, when the engine start condition is satisfied when the NOx reduction control is executed while the engine is motored by MG1 and the exhaust gas is circulated while the engine is stopped. In the start-up control, the time for resuming the fuel injection to the
従来、エンジン停止中にエンジン始動条件が成立すると、エンジンのクランキングと同時にエンジンへの燃料噴射が再開される。しかしながら、実施例4では、エンジン停止中に、NOx還元制御要求がある場合には、排気循環制御を実行しながらNOx還元制御が行われる。この時、実施例4で説明したように、NOx触媒から流出するリッチなガスがNOx触媒を含む循環経路内(この場合、排気浄化装置41から流出し、LPL−EGR通路44、吸気通路42、吸気マニホールド17、シリンダ49、排気マニホールド18、排気通路43を経て排気浄化装置41に流入する経路)を循環している。
Conventionally, when an engine start condition is satisfied while the engine is stopped, fuel injection to the engine is resumed simultaneously with engine cranking. However, in the fourth embodiment, when there is a NOx reduction control request while the engine is stopped, the NOx reduction control is performed while executing the exhaust gas circulation control. At this time, as described in the fourth embodiment, the rich gas flowing out from the NOx catalyst flows out of the exhaust path including the NOx catalyst (in this case, flows out of the
従って、エンジン始動条件が成立した時に、同時にLPL−EGR弁45を閉弁して排気循環制御を停止するとともに、第2スロットル弁22を開弁して空気の導入を開始したとしても、吸気通路42内に残留しているリッチな循環ガスが掃気されるまでの期間は、エンジン1には燃料が燃焼可能なだけの十分な空気が吸入されない。この循環ガスの掃気に要する期間中に燃料噴射を行っても、当該燃料は好適に燃焼することができず、失火する可能性がある。
Accordingly, when the engine start condition is satisfied, the LPL-
そうすると、大量の未燃成分が排気通路43に排出され、排気浄化装置41の性能劣化を招く虞もある。すなわち、実施例4のように、エンジン停止中に排気循環制御を実行しながらNOx還元制御を実行している状況で、エンジン始動条件成立と同時にエンジンクランキング及び燃料噴射を開始しても、噴射燃料を好適に燃焼させることは難しい。
If it does so, a large amount of unburned components may be discharged to the
そこで、本実施例では、エンジン停止時に排気循環制御を実行しながらのNOx還元制
御が行われている状況でエンジン始動条件が成立した場合には、エンジン始動条件の成立タイミングに対して燃料噴射の再開タイミングを遅延させるようにした。本実施例におけるこのようなエンジン始動制御について、図8及び図9に基づいて説明する。図8及び図9は、本実施例のエンジン始動制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
Therefore, in this embodiment, when the engine start condition is satisfied in the situation where the NOx reduction control is being performed while performing the exhaust gas circulation control when the engine is stopped, the fuel injection is performed with respect to the timing when the engine start condition is satisfied. The restart timing was delayed. Such engine start control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 and FIG. 9 are flowcharts showing the engine start control routine of this embodiment. This routine is repeatedly executed during the operation of the hybrid system.
図8のステップS601において、ECU26は、エンジン停止中に排気循環制御を実行しながらのNOx還元制御が行われているか否かを判定する。ステップS601においてエンジン停止中のNOx還元制御が実行されていると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS602に進む。ステップS601においてエンジン停止中のNOx還元制御が実行されていないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S601 of FIG. 8, the
ステップS602において、ECU26は、エンジン始動条件が成立したか否かを判定する。本実施例では、ハイブリッドシステムの動作モードがEV走行モードからエンジン1を負荷運転させるモードに移行すべき運転条件となった場合、又は、エコラン制御によってエンジン1を自動始動させるべき条件が成立した場合に、エンジン始動条件が成立したと判定する。ステップS602においてエンジン始動条件が成立したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS603に進む。ステップS602においてエンジン始動条件が成立していないと判定された場合(No)、ECU26は本ルーチンを一旦抜ける。
In step S602, the
ステップS603において、ECU26は、NOx還元制御を停止する。本実施例では、燃料添加弁19によるリッチスパイクの実行を停止する。
In step S603, the
ステップS604において、ECU26は、排気循環制御を停止する。本実施例では、第2スロットル弁22を開弁し、LPL−EGR弁45を閉弁し、第1スロットル弁9を開弁し、HPL−EGR弁14を閉弁し、排気絞り弁6を開弁する。これにより、NOx触媒から流出するガスがLPL−EGR通路44を通って吸気通路42に流入することが停止されるとともに、吸気通路42へ新気が流入し始める。ここで、本実施例は実施例4を前提としている。実施例4では、MG1によってエンジン1をモータリングすることにより排気を循環させる動力を得ている。従って、排気循環制御を停止するためには、本来ならMG1によるエンジン1のモータリングを停止する必要がある。しかしながら、本実施例の場合、後述するように、次のステップS605以降のステップにおいて排気循環制御以外の目的で再びMG1によるエンジン1のモータリングを行うことになるため、ステップS604では、MG1によるエンジン1のモータリングを停止する制御を省略した。
In step S604, the
ステップS605において、ECU26は、エンジン1のクランキングを開始する。本実施例では、MG1によってエンジン1をモータリングすることによってエンジン1のクランキングを行う。従来の技術では、通常、エンジン始動時にはエンジン1のクランキング開始とともに燃料噴射を開始する。すなわち、クランキング開始と同時に燃料カット制御を解除する。しかしながら、本実施例では、ステップS605のエンジンクランキングの開始タイミングにおいて同時に燃料カット制御を解除することはしない。後述するステップS606及びステップS607を実行した後、燃料カット制御を解除する。この点が本実施例の特徴点である。
In step S605, the
ステップS606において、ECU26は、エンジン1の吸気の酸素濃度を取得する。本実施例では、第1A/Fセンサ50による測定値に基づいて、エンジン1の吸気の酸素濃度を推定する。
In step S606, the
ステップS607において、ECU26は、エンジン1へ燃料噴射が行われた場合の噴射燃料の燃焼可能性を判定する。本実施例では、ステップS606で取得した吸気の酸素濃度が所定の基準濃度以上である場合に、エンジン1において噴射燃料が燃焼可能であると判定する。基準濃度は、噴射燃料が燃焼可能な酸素濃度の下限値に基づいて定められる。ステップS607でエンジン1において噴射燃料が燃焼可能であると判定された場合(Yes)、ECU26は図9のステップS608に進む。ステップS607でエンジン1において噴射燃料が燃焼可能ではないと判定された場合(No)、ECU26はステップS606に戻る。
In step S607, the
図9のステップS608において、ECU26は、燃料カット制御を解除し、エンジン1への燃料噴射を開始する。
In step S608 in FIG. 9, the
ステップS609において、ECU26は、エンジン1の回転数を取得する。
In step S609, the
ステップS610において、ECU26は、エンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立した否かを判定する。本実施例では、ステップS609で取得したエンジン1の回転数が所定の基準回転数以上である場合に、エンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定する。ステップS610でエンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS611に進む。ステップS610でエンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立していないと判定された場合(No)、ECU26はステップS609に戻る。
In step S610, the
ステップS611において、ECU26は、エンジン1を負荷運転させる。
In step S611, the
以上説明したエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、燃料添加弁19による燃料添加量、第2スロットル弁22の開度、LPL−EGR弁45の開度、エンジン1の回転数、エンジン1の吸気の酸素濃度、及び、エンジン1の燃料カット制御信号の時間変化の一例を図10に示す。
When the engine start control described above is executed, the operation mode of the hybrid system, the amount of fuel added by the
図10に示す例では、時刻t1以前のEV走行モードにおいて、図10(c)に示すように第2スロットル弁22が閉弁され、図10(d)に示すようにLPL−EGR弁45が開弁され、図10(e)に示すようにMG1による低速エンジンモータリングが行われることにより、排気循環制御が実行されている。そして、図10(b)に示すように燃料添加弁19から燃料添加が行われ、NOx触媒のNOx還元制御が実行されている。この時、図10(f)に示すように、エンジン1の吸気の酸素濃度はNOx還元反応が好適に進行するために低い値になっている(リッチ空燃比になっている)。
In the example shown in FIG. 10, in the EV traveling mode before time t1, the
時刻t1において、エンジン始動条件が成立すると、図10(a)に示すようにエンジン1はクランキングモードに移行する。これと同時に、図10(c)に示すように第2スロットル弁22が開弁され、図10(d)に示すようにLPL−EGR弁45が閉弁され、排気循環制御が停止されるとともに吸気通路42へ空気が流入し始める。そして、図10(b)に示すように燃料添加弁19からの燃料添加が停止され、NOx還元制御が停止される。更に、図10(e)に示すようにMG1によるエンジン1のクランキングが開始されてエンジン1の回転数が徐々に増加し始める。
When the engine start condition is satisfied at time t1, the
しかしながら、この時、図10(f)に示すように、エンジン1の吸気の酸素濃度はすぐには上昇せず、暫くの間は低酸素濃度の状態が維持される。これは、この期間、LPL−EGR通路44の接続箇所より下流側の吸気通路42内に残留しているリッチな循環ガスがエンジン1に吸入されるからである。そして、時刻t2において、この残留循環ガスが全てエンジン1に吸入され、吸気通路42から掃気されると、図10(f)に示すよう
に、エンジン1の吸気の酸素濃度が空気と略等しい酸素濃度に変化する。
However, at this time, as shown in FIG. 10 (f), the oxygen concentration of the intake air of the
そして、このタイミングで、図10(g)に示すように、燃料カット信号が解除され、エンジン1への燃料噴射が開始される。これによりインジェクタ29から噴射された燃料は失火することなく良好に燃焼し、図10(e)に示すように、燃焼エネルギーとMG1によるクランキングとによってエンジン1の回転数はさらに上昇する。そして、エンジン回転数が基準回転数に達した時点(時刻t3)において、図10(a)に示すように、エンジン1が負荷運転モードに移行する。負荷運転モードでは、要求負荷や回転数に応じて第2スロットル弁22やLPL−EGR弁45の開度が制御されることになる。
At this timing, the fuel cut signal is canceled and fuel injection into the
以上説明したエンジン始動制御を実行することにより、エンジン停止時に排気循環制御を実行しながらのNOx還元制御が行われている状況でエンジン始動条件が成立した場合、燃料が燃焼可能な十分な空気を含む吸気がエンジン1に吸入されるまでの期間は、燃料カット制御が解除されず、MG1によるクランキングのみによってエンジン1の回転数が上昇させられる。そして、エンジン1に吸入されるガス中の空気量が、燃料が燃焼可能な十分な量になったと判断された時点で、燃料カット制御が解除され、燃料の燃焼エネルギー及びMG1によるモータリングの双方によってエンジン1の回転数が上昇させられる。
By executing the engine start control described above, when the engine start condition is satisfied in a situation where the NOx reduction control is being performed while performing the exhaust gas circulation control when the engine is stopped, sufficient air that can burn the fuel is supplied. The fuel cut control is not canceled during the period until the intake air including the intake air is taken into the
これにより、エンジン始動条件成立直後の、燃料を噴射しても燃料が好適に燃焼することができない期間中には、エンジン1への燃料噴射が行われないので、失火が起こることを抑制できる。よって、排気浄化装置41の性能劣化や排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
As a result, fuel injection into the
本実施例では、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する場合に行う排気循環制御として、MG1によってエンジンモータリングを行う実施例4の構成を前提として説明したが、ターボアシストモータ21によってタービン12を回転駆動することによって排気循環制御を行う構成に対しても、本実施例のエンジン始動制御を適用することができる。その場合、ステップS604において排気循環制御を停止する際に、上記各弁制御に加えて、ターボアシストモータ21によるタービン12の回転駆動を停止する。そして、ステップS605において、エンジン1をクランキングする。MG1に相当するエンジン駆動のための動力源を有するハイブリッドシステムを備えた構成ならば、MG1によってエンジン1のクランキングを行っても良いし、そのようなハイブリッドシステムを備えていない構成ならば、通常のエンジンに備えられたセルモータによってエンジン1のクランキングを行っても良い。
In the present embodiment, the exhaust circulation control performed when the NOx reduction control is executed when the engine is stopped has been described based on the configuration of the fourth embodiment in which engine motoring is performed by MG1, but the
本実施例では、第1A/Fセンサ50による排気空燃比の測定値に基づいて吸気の空燃比を推定する場合について説明したが、吸気の空燃比を取得する方法はこれに限られない。よりシリンダ49に近い位置にA/Fセンサや酸素センサを設けて、その測定値に基づいて吸気の空燃比を測定しても良いし、吸気通路42又は吸気マニホールド17にA/Fセンサ、酸素センサ、HCセンサ等のセンサを設けて、それらの測定値に基づいて吸気の空燃比を測定しても良い。
In the present embodiment, the case where the air-fuel ratio of the intake air is estimated based on the measured value of the exhaust air-fuel ratio by the first A /
また、吸気通路42におけるLPL−EGR通路44の接続箇所からシリンダ49までの吸気系容積や、エアフローメータ7による測定値、エンジン1の回転数等に基づいて、排気循環制御による循環ガスの吸気通路42内における残留分が吸気通路42から掃気されるのに要する時間を算出し、当該算出された掃気時間と、ステップS604においてLPL−EGR弁45が閉弁されてからの経過時間と、の比較に基づいて、エンジン1の吸気の空燃比の推定又は噴射燃料の燃焼可能性についての判定を行うようにしても良い。
Further, based on the intake system volume from the connection point of the LPL-
本実施例では、実施例4を前提として説明したが、本実施例に係るエンジン始動制御は
、排気浄化装置41がNOx触媒を有する構成において、エンジン停止中に排気循環制御を実行しつつNOx還元制御を実行する場合にも、排気浄化装置41がフィルタを有する構成において、エンジン停止中に排気循環制御を実行しつつフィルタ再生制御を実行する場合にも、同様に適用することができる。但し、フィルタ再生制御を行う場合、例えば実施例1で説明したように、パティキュレートマターの酸化反応が好適に進むための十分な酸素がフィルタに供給されるように第2スロットル弁22の開度調節が行われるので、NOx還元制御を行う場合と比較して、排気循環制御によって循環経路内を循環するガスのリッチ度合いが小さい、すなわち、循環ガス中にある程度の酸素が存在する。従って、エンジン始動条件成立のタイミングから燃料カット制御解除のタイミングまでの遅延期間は、NOx還元制御の場合よりも短くなることも考えられる。
Although this embodiment has been described on the assumption of the fourth embodiment, the engine start control according to the present embodiment performs NOx reduction while executing exhaust gas circulation control while the engine is stopped in a configuration in which the
本実施例において、上記エンジン始動制御ルーチンを実行するECU26が、本発明におけるエンジン始動制御手段に相当する。
In this embodiment, the
次に、本発明の実施例7を説明する。本実施例は、実施例6において、エンジン始動条件成立後、エンジン1へ燃料噴射が行われた場合の噴射燃料の燃焼可能性が肯定判定される前に、エンジン回転数が基準回転数に達してしまった場合には、燃焼可能性の判定結果に依らず、燃料カット制御を解除して燃料噴射を再開し、負荷運転に移行するようにした点を特徴とする。そして、この時、負荷運転モードでの目標EGR率をデフォルトの目標値より低めの値に設定することによって良好な燃焼を実現することを図った点を特徴とする。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in the sixth embodiment, after the engine start condition is satisfied, the engine speed reaches the reference speed before the possibility of combustion of the injected fuel when the fuel injection is performed to the
本実施例におけるこのエンジン始動制御について、図11及び図12に基づいて説明する。図11及び図12は、本実施例のエンジン始動制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。 This engine start control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12 are flowcharts showing a routine for engine start control according to this embodiment. This routine is repeatedly executed during the operation of the hybrid system.
ステップS601〜ステップS607まで、及び、ステップS607で噴射燃料が燃焼可能であると判定された場合(Yes)に実行される図12のステップS608〜ステップS611までは、実施例6と同一なので説明を省略する。本実施例では、ステップS607で噴射燃料が燃料可能であると判定されなかった場合(No)、ECU26は図12のステップS708に進む。
Steps S601 to S607 and steps S608 to S611 in FIG. 12 executed when it is determined in step S607 that the injected fuel can be combusted (Yes) are the same as those in the sixth embodiment. Omitted. In this embodiment, if it is not determined in step S607 that the injected fuel can be fueled (No), the
図12のステップS708において、ECU26は、エンジン1の回転数を取得する。
In step S708 of FIG. 12, the
ステップS709において、ECU26は、エンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立したか否かを判定する。本実施例では、ステップS708で取得したエンジン1の回転数が所定の基準回転数以上である場合に、エンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定する。ステップS709でエンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS710に進む。ステップS709でエンジン1を負荷運転に移行させる条件が成立していないと判定された場合(No)、ECU26は図11のステップS606に戻る。
In step S709, the
ステップS710において、ECU26は、燃料カット制御を解除し、エンジン1への燃料噴射を開始する。
In step S710, the
ステップS711において、ECU26は、目標EGR率を通常より低い値に補正し、補正後のEGR率を最終的な目標EGR率に設定する。本実施例では、ステップS606で取得したエンジン1の吸気の酸素濃度に応じて、EGR率の補正量を決定する。ステップS711で補正目標EGR率を設定した後、ECU26はステップS611に進み、エ
ンジン1を負荷運転させる。
In step S711, the
以上説明したエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、燃料添加弁19による燃料添加量、第2スロットル弁22の開度、LPL−EGR弁45の開度、エンジン1の回転数、エンジン1の吸気の酸素濃度、エンジン1の燃料カット制御信号、及び、目標EGR率の時間変化の一例を図13に示す。
When the engine start control described above is executed, the operation mode of the hybrid system, the amount of fuel added by the
図10と同様に、時刻t1までは、EV走行モードにおいて、MG1による低速エンジンモータリングによる排気循環制御を行いながらNOx還元制御が実行されている。そして、時刻t1においてエンジン始動条件が成立すると、排気循環制御及びNOx還元制御が停止され、MG1によるエンジン1のクランキングが開始される。この時、燃料カット信号の解除は遅延される。ここまでは実施例6で説明した通りである。
Similar to FIG. 10, until the time t1, in the EV traveling mode, the NOx reduction control is executed while performing the exhaust circulation control by the low speed engine motoring by the MG1. When the engine start condition is satisfied at time t1, the exhaust circulation control and the NOx reduction control are stopped, and cranking of the
ここで、図13(e)に示すように、MG1によるエンジンクランキングによってエンジン回転数が基準回転数に達した時刻t3においても、図13(f)に示すように、エンジン1の吸気の酸素濃度が未だ基準濃度に達していない。そのため、エンジン1の吸気の酸素濃度が基準濃度に達したことを条件に解除されることになっている燃料カット信号が、エンジン1を負荷運転に移行させるべき回転数条件が成立しているにもかかわらず、解除されない。
Here, as shown in FIG. 13 (e), at time t3 when the engine speed reaches the reference speed by engine cranking by MG1, as shown in FIG. The concentration has not yet reached the reference concentration. Therefore, the fuel cut signal that is to be released on condition that the oxygen concentration in the intake air of the
このような状況において、本実施例では、図13(g)に示すように、吸気の酸素濃度が基準濃度に達していない場合でも、燃料カット信号を解除して、燃料噴射を開始し、図13(a)に示すように、エンジン1を負荷運転モードに移行する。但し、この時、吸気の酸素濃度が未だ基準濃度に達していないので、図13(h)に示すように、目標EGR率を通常時の目標EGR率より低い値に補正する。これにより、負荷運転において噴射燃料が失火等の燃焼不良を起こすことを抑制することができる。
In such a situation, in this embodiment, as shown in FIG. 13G, even when the oxygen concentration of the intake air does not reach the reference concentration, the fuel cut signal is canceled and fuel injection is started. As shown to 13 (a), the
本実施例において、上記エンジン始動制御ルーチンを実行するECU26が、本発明におけるエンジン始動制御手段に相当する。
In this embodiment, the
なお、以上述べた各実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加えることができ、また可能な限り組み合わせて実施することができる。 Each of the above-described embodiments is an example for explaining the present invention, and various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention, and as much as possible. It can be implemented in combination.
例えば、上記各実施例において、エンジン1への燃料供給停止中にフィルタやNOx触媒を含む循環経路内で排気を循環させるための動力源としては、MG1に限らず、エンジン1を燃料の燃焼エネルギーによらずに回転可能な動力源であれば、どのような動力源であっても良い。また、排気を循環させるための動力源としてモータジェネレータを用いる構成として、上記各実施例では、車両走行用の駆動力を出力するMG2とは別個にMG1を備えた構成を例に説明した。この場合、実施例におけるMG1が、本発明における第2の動力源に相当し、MG2が第1の動力源に相当する。
For example, in each of the above-described embodiments, the power source for circulating the exhaust gas in the circulation path including the filter and the NOx catalyst while the fuel supply to the
また、車両走行用の駆動力を出力するMG2が車両走行用の駆動力を出力した残りの余剰動力によってエンジン1のモータリングするように構成し、エンジン1以外の動力源としてMG2のみを備えた構成とすることもできる。この場合、MG2が本発明におけるエンジン以外の動力源(非エンジン動力源)に相当する。この場合、ハイブリッドシステムの構成は、上記各実施例で説明したような、エンジン及びモータジェネレータの動力を動力分割機構を介して駆動軸に伝達する構成とする必要はなく、公知の種々のハイブリッドシステムの構成、例えば、エンジンのクランク軸と一体的に搭載されたモータを備え、駆動軸側に搭載したクラッチ等の接続・切り離しによって、モータが駆動軸もエンジンも駆
動可能なように構成したものであっても、本発明を適用することが可能である。
Further, the MG2 that outputs the driving force for driving the vehicle is configured to motor the
次に、本発明の実施例8について説明する。本実施例は、ハイブリッドシステムの構成は実施例1〜7において図1に基づいて説明したものと概略同一であるが、エンジン及びその吸排気系の構成が上記各実施例とは異なる。図14は、本実施例に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。図14において、実施例1〜7において図1に基づいて説明したエンジンとその吸排気系の構成と実質的に同一の構成要素については同一の名称及び符号を用いて、詳細な説明を省略する。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the hybrid system is substantially the same as that described in
本実施例のエンジン1の排気系には、図14に示すように、排気浄化装置41の下流側の排気通路43と、吸気マニホールド17と、を接続する連通路54が備えられている。この連通路54には、連通路54を開閉する切替弁53が備えられている。切替弁53の開閉動作はECU26によって制御されるようになっている。本実施例では、排気浄化装置41は吸蔵還元型NOx触媒を有しているものとする。また、本実施例では、排気通路19に燃料を添加する燃料添加弁19の代わりに、排気マニホールド18に燃料添加弁190が備えられている。
As shown in FIG. 14, the exhaust system of the
本実施例では、エンジン1への燃料供給停止時にNOx還元制御を実行する場合に、排気絞り弁6を閉じ側の開度とし、切替弁53を開き側の開度とし、第1スロットル弁9を閉じ側の開度とし、HPL−EGR弁14を閉じ側の開度とし、MG1によってエンジン1をモータリングする。これにより、NOx触媒から流出した高温の排気は、連通路54、吸気マニホールド17、エンジン1のシリンダ49、排気マニホールド18、排気通路43、タービン12、排気浄化装置41というNOx触媒を含む循環経路内で循環する。
In this embodiment, when the NOx reduction control is executed when the fuel supply to the
従って、リッチスパイクを実行して、NOx触媒に吸蔵されたNOxの放出還元反応を開始した場合に、NOx触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びNOx触媒に流入するので、NOx触媒の温度を高温に保つことが可能となる。 Accordingly, when the rich spike is executed and the NOx release reduction reaction stored in the NOx catalyst is started, the high-temperature gas flowing out from the NOx catalyst circulates in the circulation path and flows into the NOx catalyst again. The temperature of the NOx catalyst can be kept high.
この時、第1スロットル弁9が閉じ側の開度にされるので、この循環経路内へ流入する低温の新気の量を低減することができる。これにより、循環経路内のガスの温度低下を抑制できるとともに、NOx触媒を通過する循環ガスの空燃比がリッチに維持される。
At this time, the opening of the
従って、NOx触媒においてNOx放出・還元の反応が好適に進行するための還元雰囲気を作り出すために燃料添加弁190からリッチスパイクによって添加すべき燃料の量を低減することができる。その結果、NOx還元制御の実行に必要な燃料添加量を抑えることができるので、NOx還元制御に係る燃料消費量を抑制することが可能となる。
Therefore, the amount of fuel to be added by the rich spike from the
以上のような、本実施例においてエンジン1への燃料供給停止時に実行されるNOx還元制御について、図15に基づいて説明する。図15は、エンジン1の停止時に行われるNOx還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。
The NOx reduction control executed when the fuel supply to the
ステップS101〜ステップS405までは実施例4において図6に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップS405でNOx触媒の昇温が完了したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS806に進む。
Steps S101 to S405 are equivalent to the control described in the fourth embodiment with reference to FIG. In this embodiment, when it is determined in step S405 that the temperature increase of the NOx catalyst has been completed (Yes), the
ステップS806において、ECU26は、排気循環制御を実行する。本実施例における排気循環制御では、上述したように、切替弁53を開弁し、第1スロットル弁9を閉弁し、HPL−EGR弁14を閉弁し、排気絞り弁6を閉弁するとともに、MG1によって
エンジン1をモータリングする。これにより、排気浄化装置41から流出した高温の排気が、連通路54に流入し、連通路54を通過して吸気マニホールド17に流入し、MG1によってモータリングされているエンジン1のシリンダ49に吸入され、シリンダ49から排気マニホールド18に排出され、排気通路43及びタービン12を通過して、再び排気浄化装置41に流入する。
In step S806, the
このように、排気循環制御を実行することにより、NOx触媒から流出したガスが、NOx触媒を含む循環経路内で循環することになる。従って、後のステップS408でリッチスパイクを実行して、NOx触媒に吸蔵されたNOxの放出還元反応を開始した場合に、NOx触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びNOx触媒に流入するので、NOx触媒の温度を高温に保つことが可能となる。 As described above, by executing the exhaust gas circulation control, the gas flowing out from the NOx catalyst is circulated in the circulation path including the NOx catalyst. Therefore, when a rich spike is executed in the subsequent step S408 to start the release reduction reaction of NOx stored in the NOx catalyst, the high-temperature gas flowing out from the NOx catalyst circulates in the circulation path and again returns to the NOx. Since it flows into the catalyst, the temperature of the NOx catalyst can be kept high.
さらに、第1スロットル弁9が閉弁されることによって循環経路内への新気の流入が抑制され、NOx触媒に流入する循環ガスの空燃比がリッチ側に維持され、リッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減できることは実施例4で説明した通りである。
Further, the
本実施例では、ステップS806を実行した後、ECU26はステップS807に進み、燃料添加弁190によりリッチスパイクを実行する。これによりNOx触媒に吸蔵されたNOxが放出され、還元される。
In this embodiment, after executing step S806, the
以上説明したNOx還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する場合に、NOx触媒を含む循環経路内で、NOx触媒から流出する高温のガスを循環させるので、NOx触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、NOx触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、NOx触媒の周囲雰囲気をNOx還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、NOx還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。 By executing the NOx reduction control routine described above, when the NOx reduction control is executed when the engine is stopped, the high-temperature gas flowing out from the NOx catalyst is circulated in the circulation path including the NOx catalyst. A decrease in temperature can be suppressed. Since a relatively rich gas always flows into the NOx catalyst, the amount of fuel to be added is reduced by a rich spike to make the ambient atmosphere of the NOx catalyst a reducing atmosphere in which NOx reduction control can be suitably performed. can do. Therefore, it is possible to reduce the fuel consumption related to the NOx reduction control.
本実施例の場合、排気浄化装置41を含む循環経路に、経路長の長いLPL−EGR通路が含まれていないため、循環経路の長さを短くすることができる。これにより、循環経路を循環するガスの熱が循環経路の配管の壁面から失われて循環ガスが冷却されることを抑制できる。また、循環経路にLPL−EGRクーラ33やHPL−EGRクーラ16、インタークーラ3が含まれていない。そのため、循環経路を流れる循環ガスの冷却を抑制するためのLPL−EGRクーラバイパス通路、HPL−EGRクーラバイパス通路、インタークーラバイパス通路を設けて、これらバイパス通路を通過する流路と通過しない流路とを切り替えるためのバイパス弁を備える必要がない。そのため、装置や制御の複雑化やコストアップを抑制できるという効果もある。
In the case of the present embodiment, since the circulation path including the
なお、本実施例では、エンジン1への燃料供給の停止中に、排気浄化装置41を含む循環経路内で高温の排気を循環させながら、NOx還元制御を行う例について説明したが、本実施例は、PMフィルタの再生制御を行う場合にも適用することができる。但し、PMフィルタの再生制御を行う場合、循環経路内を循環するガス中に、フィルタに堆積したPMの酸化反応を好適に進行させるために十分な酸素を供給する必要がある。そこで、エンジン1への燃料供給停止中に排気の循環制御を行いながらPMフィルタの再生制御を行う場合には、第1スロットル弁9を開き側の開度にして循環経路内に新気を導入することが好適である。この場合、フィルタに堆積したPMの酸化反応を好適に進行させることが可能で、且つ、フィルタの温度が低温の新気によって低下しすぎないような、適当な量の新気が循環経路内に流入するように、第1スロットル弁9の開度を調節すると良い。
In this embodiment, the example in which the NOx reduction control is performed while circulating the high-temperature exhaust gas in the circulation path including the
本実施例において、エンジン1をモータリングするMG1が、本発明における「エンジ
ンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源」に相当する。本実施例の連通路54が、本発明における連通路に相当する。本実施例の切替弁53が、本発明における切替弁に相当する。本実施例の第1スロットル弁9が、本発明におけるスロットル弁に相当する。本実施例のステップS806を実行するECU26が、本発明における排気循環手段に相当する。本実施例のステップS807を実行するECU26が、本発明における再生制御手段に相当する。
In this embodiment, the
本実施例では、エンジン1への燃料供給停止中に、実施例8で説明した排気の循環を行いながらNOx触媒のNOx還元制御を実行している時に、エンジン1を始動するエンジン始動条件が成立した場合の制御について説明する。
In this embodiment, the engine start condition for starting the
実施例8で説明したように、エンジン1への燃料供給停止中に、NOx還元制御要求がある場合には、排気循環制御を実行しながらNOx還元制御が行われる。この時、実施例8で説明したように、NOx触媒から流出するリッチで高温のガスがNOx触媒を含む循環経路内(この場合、排気浄化装置41から流出し、連通路54、吸気マニホールド17、シリンダ49、排気マニホールド18、排気通路43を経て排気浄化装置41に流入する経路)を循環している。
As described in the eighth embodiment, when there is a NOx reduction control request while the fuel supply to the
従って、エンジン始動条件が成立した時に、エンジン1に吸入されているガスは、空燃比がストイキ又はリッチであり、高温で、圧力が低く、燃料の燃焼に適した状態ではない。そのため、エンジン始動条件の成立と同時にエンジン1に対して燃料供給を開始しても、燃料が好適に燃焼することができず、失火等の燃焼不良が発生する可能性がある。
Therefore, when the engine start condition is satisfied, the gas sucked into the
そこで、本実施例では、実施例8で説明したエンジン停止中の循環経路内の排気の循環及びNOx還元制御が行われている時に、エンジン始動条件が成立した場合には、第1スロットル弁9を開き側の開度に変更し、切替弁53を全閉する。そして、エンジン1への燃料噴射を行うことなくMG1によってエンジン1のクランキングを行う。そして、吸気の空燃比が所定の閾値よりリーンの空燃比になった時に、第1スロットル弁9を全開するとともにエンジン1への燃料噴射を開始して、エンジン1を始動させるようにした。
Therefore, in this embodiment, when the engine start condition is satisfied when the exhaust gas circulation and NOx reduction control in the circulation path when the engine is stopped as described in the eighth embodiment is performed, the
実施例におけるこのようなエンジン始動制御について、図16に基づいて説明する。図16は、本実施例のエンジン始動制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの動作中繰り返し実行される。 Such engine start control in the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a routine for engine start control according to this embodiment. This routine is repeatedly executed during the operation of the hybrid system.
ステップS601〜ステップS603までは実施例6において図8に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップS603を実行した後、ECU26はステップS904に進む。
Steps S601 to S603 are the same as the control described in the sixth embodiment with reference to FIG. In this embodiment, after executing step S603, the
ステップS904において、ECU26は、排気循環制御を停止する。本実施例では、切替弁53を全閉し、第1スロットル弁9を開き側の開度に変更し、HPL−EGR弁14を閉弁し、排気絞り弁6を開弁する。これにより、吸気通路42から新気が吸気マニホールド17に流入するとともに、吸気マニホールド17内の吸気が連通路54を通って直接排気通路43に流入することが抑制される。なお、実施例6と同様に、本実施例ではMG1によってエンジン1をモータリングすることにより排気循環制御を行っているが、MG1によるエンジン1のモータリングは、続くステップS905においてエンジン1のクランキングのために行われるので、ステップS904においてMG1によるエンジン1のモータリングを停止させないようにしている。
In step S904, the
ステップS905において、ECU26は、エンジン1のクランキングを開始する。本
実施例では、MG1によってエンジン1をモータリングすることによってエンジン1のクランキングを行う。これにより、吸気マニホールド17に流入した新気がシリンダ49に吸入され、シリンダ49に吸入される吸気中の新気の割合が大きくなる。
In step S905, the
ステップS906において、ECU26は、エンジン1の吸気の空燃比を取得する。本実施例では、第1A/Fセンサ50による測定値に基づいて吸気の空燃比を推定する。
In step S906, the
ステップS907において、ECU26は、エンジン1へ燃料噴射が行われた場合の噴射燃料の燃焼可能性を判定する。本実施例では、ステップS906で取得した吸気の空燃比が所定の閾値よりリーンの空燃比である場合に、エンジン1において噴射燃料が燃焼可能であると判定する。この閾値は、噴射燃料が燃焼可能な吸気空燃比の下限値に基づいて定められる。ステップS907でエンジン1において噴射燃料が燃焼可能であると判定された場合(Yes)、ECU26はステップS908に進む。ステップS907でエンジン1において噴射燃料が燃焼可能ではないと判定された場合(No)、ECU26はステップS906に戻る。
In step S907, the
ステップS908において、ECU26は、燃料カット制御を解除し、エンジン1への燃料噴射を開始する。
In step S908, the
ステップS909において、ECU26は、エンジン1の負荷運転を開始する。
In step S909, the
以上説明したエンジン始動制御を実行した場合の、ハイブリッドシステムの運転モード、第1スロットル弁9の開度、吸気の空燃比、吸気の圧力、吸気の温度、及び、燃料カット制御信号の時間変化の一例を図17に示す。
When the engine start control described above is executed, the operation mode of the hybrid system, the opening of the
図17に示す例では、時刻t1以前のEV走行モードにおいて、図17(B)に示すように第1スロットル弁9が閉弁され、MG1による低速エンジンモータリングが行われることにより、排気循環制御が実行されている。そして、燃料添加弁190から燃料添加が行われ、NOx触媒のNOx還元制御が実行されている。この時、図17(C)に示すように、エンジン1の吸気の空燃比はNOx還元反応が好適に進行するためにリッチになっている。
In the example shown in FIG. 17, in the EV traveling mode before time t1, the
時刻t1において、エンジン始動条件が成立するが、この時点では、図17(C)に示すように、吸気の空燃比がリッチであり、エンジン1において燃料が好適に燃焼可能な空燃比の条件を満たしていない。また、図17(D)に示すように、吸気の圧力は低く、また図17(E)に示すように吸気の温度は高く、この点でもエンジン1において燃料が好適に燃焼下の運条件が満たされていない。そのため、図17(F)に示すように、この時点では燃料カット制御が解除されず、燃料供給が行われない。
At time t1, the engine start condition is satisfied. At this time, as shown in FIG. 17C, the air-fuel ratio of the intake air is rich, and the air-fuel ratio condition under which the fuel can be suitably combusted in the
図17(A)に示すようにエンジン1はクランキングモードに移行する。これと同時に、図17(B)に示すように第1スロットル弁9が開弁され、切替弁53が閉弁される。これにより、排気循環制御が停止されるとともに吸気通路42からシリンダ49に空気が流入し始める。これにより、図17(C)に示すように吸気の空燃比が徐々にリーン側に変化し、図17(D)に示すように吸気の圧力が徐々に高くなり、図17(E)に示すように吸気の温度が徐々に低くなる。
As shown in FIG. 17A, the
そして、時刻t2において、図17(C)に示すように吸気の空燃比が閾値よりリーン側の空燃比になった時点で、図17(F)に示すように燃料カット制御が解除され、図17(B)に示すように第1スロットル弁9が開弁されて、図17(A)に示すようにエンジン1が負荷運転モードに移行する。
At time t2, when the air-fuel ratio of the intake air becomes leaner than the threshold as shown in FIG. 17C, the fuel cut control is canceled as shown in FIG. The
以上説明したエンジン始動制御を実行することにより、エンジン停止時に排気循環制御を実行しながらのNOx還元制御が行われている状況でエンジン始動条件が成立した場合、燃料が燃焼可能な十分な空気を含む吸気がエンジン1に吸入されるまでの期間は、燃料カット制御が解除されず、MG1によるクランキングが行われる。そして、エンジン1に吸入される吸気の空燃比が、燃料が燃焼可能な空燃比になったと判断された時点で、燃料カット制御が解除され、エンジン1への燃料供給が開始され、エンジン1の負荷運転が開始される。
By executing the engine start control described above, when the engine start condition is satisfied in a situation where the NOx reduction control is being performed while performing the exhaust gas circulation control when the engine is stopped, sufficient air that can burn the fuel is supplied. During the period until the intake air including the air is taken into the
これにより、エンジン停止中に排気循環制御及びNOx還元制御が行われている時にエンジン始動条件が成立した場合のエンジン始動においても、燃焼不良が起こることを抑制でき、排気浄化装置41の性能劣化や排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
Thereby, even when the engine start condition is satisfied when the exhaust gas circulation control and the NOx reduction control are performed while the engine is stopped, it is possible to suppress the occurrence of combustion failure, and the
なお、本実施例では、吸気の空燃比が所定の閾値よりリーン側になったという条件が成立した場合に、燃料カット制御を解除してエンジン1を負荷運転させる例について説明したが、これは、吸気の空燃比、圧力、温度のうち、空燃比が最も燃料の燃焼可能性に大きな影響があるからである。もちろん、吸気の空燃比が閾値よりリーンになったという条件の成立の有無のみならず、吸気の圧力が所定の基準圧力より高くなったという条件や、吸気の温度が所定の基準温度より低くなったという条件の成立の有無をも考慮して、燃料カット制御の解除タイミングを決定するようにしても良い。但し、上記のように空燃比が最も燃焼可能性にとって重要であるので、吸気の圧力や吸気の温度が基準値を満たしている場合であっても、空燃比が基準値を満たしていない場合には燃料噴射を開始しないようにすることが好ましい。吸気の圧力や吸気の温度は、図示は省略するが、吸気通路42や吸気マニホールド17に圧力センサや温度センサを設けて測定しても良いし、運転状態を表す諸物理量から推定しても良い。
In the present embodiment, the example in which the fuel cut control is canceled and the
本実施例のステップS602〜ステップS909を実行するECU26が、本発明におけるエンジン始動制御手段に相当する。本実施例のステップS906においてエンジン1の吸気の空燃比を取得するECU26及び第1A/Fセンサ50が、本発明における空燃比取得手段に相当する。本実施例のステップS907において空燃比の測定との比較対象とされている閾値が、本発明における基準空燃比に相当する。
The
次に、本発明の実施例9について説明する。本実施例は、ハイブリッドシステムの構成は実施例1〜7において図1に基づいて説明したものと概略同一だが、エンジン及びその吸排気系の構成が上記各実施例と異なる。図18は、本実施例に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。図18において、実施例1〜7において図1に基づいて説明したエンジンとその吸排気系の構成と実質的に同一の構成要素については同一の名称及び符号を用いて、詳細な説明を省略する。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the configuration of the hybrid system is substantially the same as that described in
本実施例のエンジン1の排気系には、図18に示すように、排気浄化装置41の下流側の吸気通路43と、排気浄化装置41の上流側の吸気通路43と、を連通する連通路56が備えられている。この連通路56には、連通路56を開閉する切替弁55が備えられている。切替弁55の開閉動作はECU26によって制御されるようになっている。連通路56には、連通路56内に燃料を添加する第2燃料添加弁57が備えられている。第2燃料添加弁57による燃料添加の実行はECU26によって制御される。
As shown in FIG. 18, the exhaust system of the
排気浄化装置41上流側の排気通路43における連通路56の接続箇所には、ポンプ58が備えられている。ポンプ58は、連通路56内のガスを、排気浄化装置41下流の排
気通路43側から、排気浄化装置41上流の排気通路43側へ導き、当該ガスを排気浄化装置41側に流すとともに、ポンプ58の接続箇所より上流側の排気通路43内のガスを、排気浄化装置41側に流す機能を有する。ポンプ58の動作はECU26によって制御される。
A
本実施例では、排気浄化装置41は吸蔵還元型のNOx触媒を有しているものとする。また、本実施例では、実施例8と同様に、排気マニホールド18に燃料添加弁190が備えられている。
In the present embodiment, it is assumed that the
本実施例では、エンジン1への燃料供給停止時に、排気浄化装置41のNOx触媒においてNOx還元制御を行う場合、排気絞り弁6を閉弁し、第1スロットル弁9を閉弁し、HPL−EGR弁14を閉弁し、切替弁55を開弁する。そして、ポンプ58を駆動して、排気浄化装置41から流出した触媒出ガスを、連通路56に流入させ、連通路56を排気浄化装置41上流の排気通路43側に流し、再び排気浄化装置41に流入させる循環経路内において循環させる。更に、この時第2燃料添加弁57によって連通路56内を流れるガス中に燃料添加を行い、NOx還元制御に必要な還元成分を供給する。第2燃料添加弁57により連通路56内に添加された燃料は、ポンプ58によってミキシングされ、反応性の高い還元成分として排気浄化装置41に供給される。
In this embodiment, when the NOx reduction control is performed in the NOx catalyst of the
本実施例のように構成される触媒出ガスの循環経路は、経路長が短く、循環過程で配管壁面等を介した放熱により失われる熱量を少なくすることができる。これにより、循環経路内を循環する触媒出ガスの温度低下を好適に抑制することができ、排気浄化装置41を高温に維持することが可能となる。
The catalyst exit gas circulation path configured as in the present embodiment has a short path length, and can reduce the amount of heat lost by heat dissipation through the piping wall surface or the like in the circulation process. Thereby, the temperature fall of the catalyst outgas which circulates in the circulation path can be suppressed appropriately, and the exhaust
また、本実施例の構成では、循環経路内で触媒出ガスを循環させるために、エンジン1をモータリングしたり、MATによりタービンを回転させたりする必要がない。そのため、循環経路内で触媒出ガスを循環させるために消費される電力を抑えることが可能となる。
Further, in the configuration of the present embodiment, it is not necessary to motor the
本実施例において、エンジン1への燃料供給停止時に実施される排気循環制御及びNOx還元制御について、図19に基づいて説明する。図19は、エンジン1への燃料供給停止時に行われる排気循環制御及びNOx還元制御のルーチンを表したフローチャートである。このルーチンはハイブリッドシステムの稼働中定期的にECU26によって実行される。
In this embodiment, the exhaust circulation control and the NOx reduction control that are performed when the fuel supply to the
ステップS101〜ステップS405までは実施例4において図6に基づいて説明した制御と同等であるので、説明を省略する。本実施例では、ステップS405でNOx触媒の昇温が完了したと判定された場合(Yes)、ECU26はステップS1006に進む。
Steps S101 to S405 are equivalent to the control described in the fourth embodiment with reference to FIG. In this embodiment, when it is determined in step S405 that the temperature increase of the NOx catalyst has been completed (Yes), the
ステップS1006において、ECU26は、排気循環制御を行う。本実施例の場合、切替弁56を開弁し、第1スロットル弁9を閉弁し、HPL−EGR弁14を閉弁し、排気絞り弁6を閉弁するとともに、ポンプ58を駆動する。これにより、上述したように、排気浄化装置41から流出するNOx触媒の出ガスが連通路56を通って排気浄化装置41より上流側の排気通路43に導かれ、再び排気浄化装置41に流入する、という循環経路内を循環する。従って、後のステップS807でリッチスパイクを実行して、NOx触媒に吸蔵されたNOxの放出還元反応を開始した場合に、NOx触媒から流出する高温のガスが上記循環経路内を循環して再びNOx触媒に流入するので、NOx触媒の温度を高温に保つことが可能となる。また、第1スロットル弁9が閉弁されることによって循環経路内への低温の新気の流入が抑制され、NOx触媒に流入する循環ガスの空燃比がリッチ
側に維持され、リッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減できるとともに、循環経路内の循環ガスの温度低下を抑制できる。
In step S1006, the
ステップS1007において、ECU26は、第2燃料添加弁57によって燃料添加を行う。これにより循環経路内を循環するガス中に還元剤として未燃燃料成分が供給される。上述したように、この添加燃料はポンプ58によってミキシングされて、良好な反応性の還元剤としてNOx触媒に供給されるので、NOx還元制御を好適に実施することができる。
In step S <b> 1007, the
以上説明したNOx還元制御ルーチンを実行することにより、エンジン停止時にNOx還元制御を実行する場合に、NOx触媒を含む循環経路内で、NOx触媒から流出する高温のガスを循環させるので、NOx触媒の温度の低下を抑制することができる。そして、NOx触媒に比較的リッチなガスが常に流入することになるので、NOx触媒の周囲雰囲気をNOx還元制御を好適に実行可能な還元雰囲気にするためにリッチスパイクによって添加すべき燃料量を低減することができる。従って、NOx還元制御に係る燃料消費量を低減することが可能となる。 By executing the NOx reduction control routine described above, when the NOx reduction control is executed when the engine is stopped, the high-temperature gas flowing out from the NOx catalyst is circulated in the circulation path including the NOx catalyst. A decrease in temperature can be suppressed. Since a relatively rich gas always flows into the NOx catalyst, the amount of fuel to be added is reduced by a rich spike to make the ambient atmosphere of the NOx catalyst a reducing atmosphere in which NOx reduction control can be suitably executed. can do. Therefore, it is possible to reduce the fuel consumption related to the NOx reduction control.
本実施例では、エンジン1への燃料供給停止時に排気循環制御を行いながらNOx触媒のNOx還元制御を行う例について説明したが、本実施例においては、エンジン1への燃料供給停止時にフィルタの再生制御を行うこともできる。フィルタ再生制御では、フィルタに堆積したPMの酸化反応を好適に進行させるために、ある程度の酸素をフィルタに供給する必要がある。そこで、本実施例をエンジン停止時のフィルタ再生制御に適用する場合には、フィルタ再生制御の実施のために要求される酸素がフィルタに供給されるように、第1スロットル弁9及びHPL−EGR弁14を開き側の開度にする。
In the present embodiment, the example in which the NOx reduction control of the NOx catalyst is performed while performing the exhaust circulation control when the fuel supply to the
本実施例では、ポンプ58によって、ポンプ58より上流側の排気通路43から排気浄化装置41側へのガスの流れを生じさせることができるので、第1スロットル弁9及びHPL−EGR弁14を開き側の開度にすることによって、吸気通路42内の空気が吸気通路42からHPL−EGR通路15に流入し、HPL−EGR通路15を通過して排気通路43に流入し、この空気がポンプ58によって排気浄化装置41側に送り出される。これにより、循環経路内を循環するガス中に空気を供給することができる。
In the present embodiment, since the
この時、循環経路内を循環するガスの温度が過剰に低下することを抑制し、且つ、フィルタ再生制御の好適な実施に必要とされる酸素を供給可能な空気が循環経路内に導入されるように、HPL−EGR弁14及び/又は第1スロットル弁9の開度を調節する。こうすることにより、エンジン1への燃料供給停止時においても、フィルタの温度低下を抑制しつつ好適にフィルタ再生制御を実行することができる。
At this time, the air that suppresses an excessive decrease in the temperature of the gas circulating in the circulation path and can supply oxygen necessary for suitable implementation of the filter regeneration control is introduced into the circulation path. Thus, the opening degree of the HPL-
なお、ここでは、循環経路内に空気を導入するために、吸気通路42内の空気をHPL−EGR通路15経由で排気通路43に導く例について説明したが、本実施例のエンジン1が、エンジン1の吸気バルブ及び排気バルブをともに開弁状態となるバルブオーバーラップの状態とすることが可能であれば、吸気通路42内の空気を、開弁バルブオーバーラップ状態のシリンダ49経由で排気通路43に導くこともできる。
Here, an example in which air in the
本実施例の連通路56が、本発明における連通路に相当する。本実施例のポンプ58が、本発明における「連通路において排気浄化装置下流の排気通路側から排気浄化装置上流の排気通路側へガスの流れを発生させる動力源」、又はポンプに相当する。本実施例の切替弁55が、本発明における切替弁に相当する。本実施例の排気絞り弁6が、本発明における排気絞り弁に相当する。本実施例の第1スロットル弁9が、本発明におけるスロットル弁に相当する。本実施例のステップS1006を実行するECU26が、本発明におけ
る排気循環手段に相当する。本実施例のステップS1007を実行するECU26が、本発明における再生制御手段に相当する。本実施例の第2燃料添加弁57が、本発明における還元剤供給手段に相当する。
The
1 エンジン
2 インタークーラ
3 動力分割機構
4 出力部
5 ノズルベーン
6 排気絞り弁
7 エアフローメータ
8 伝達部
9 第1スロットル弁
10 インタークーラバイパス通路
11 コンプレッサ
12 タービン
13 ターボチャージャ
14 HPL−EGR弁
15 HPL−EGR通路
16 HPL−EGRクーラ
17 吸気マニホールド
18 排気マニホールド
19 燃料添加弁
20 インタークーラバイパス弁
21 ターボアシストモータ
22 第2スロットル弁
23 HPL−EGRクーラバイパス弁
24 インバータ
25 バッテリ
26 ECU
27 アクセル開度センサ
28 車速センサ
29 インジェクタ
30 クランク角度センサ
31 MG1回転数センサ
32 MG2回転数センサ
33 LPL−EGRクーラ
34 LPL−EGRクーラバイパス弁
35 LPL−EGRクーラバイパス通路
36 HPL−EGRクーラバイパス通路
37 排気温度センサ
38 第2A/Fセンサ
39 排気浄化装置(NOx触媒)
40 駆動輪
41 排気浄化装置(フィルタ)
42 吸気通路
43 排気通路
44 LPL−EGR通路
45 LPL−EGR弁
46 VVT
47 差圧センサ
48 水温センサ
49 シリンダ
50 第1A/Fセンサ
51 SOCセンサ
52 アクセルペダル
53 切替弁
54 連通路
55 切替弁
56 連通路
57 第2燃料添加弁
58 ポンプ
190 燃料添加弁
DESCRIPTION OF
27
40
42
47
Claims (35)
前記排気浄化装置の排気浄化能力を回復させる再生制御を行う再生制御手段と、
前記排気浄化装置から流出する排気の少なくとも一部を、該排気浄化装置を含む循環経路内で循環させる排気循環手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 An exhaust purification device disposed in the exhaust passage of the engine;
Regeneration control means for performing regeneration control for recovering the exhaust purification capacity of the exhaust purification device;
Exhaust circulation means for circulating at least part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device in a circulation path including the exhaust purification device;
With
The engine exhaust purification system according to claim 1, wherein the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when the fuel supply to the engine is stopped.
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、駆動軸に駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するEV走行モードで動作することが可能であり、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記エンジンの吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 1,
The engine;
A power source other than the engine, capable of outputting a driving force to a driving shaft, and capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
Applied to a hybrid system that outputs a required driving force to the drive shaft by at least one of
The hybrid system can operate in an EV traveling mode in which fuel supply to the engine is stopped and a required driving force is output to the driving shaft only by the power source,
An EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and an intake passage of the engine;
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
By rotating the engine by the power source,
Circulating the exhaust,
The engine exhaust purification system, wherein the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when the engine is stopped in the EV traveling mode. .
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも駆動軸に駆動力を出力可能な第1の動力源と、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な第2の動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記第1の動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するEV走行モードで動作することが可能であり、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記エンジンの吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロ
ットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第2の動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 1,
The engine;
A power source other than the engine, and a first power source capable of outputting a driving force to at least the driving shaft;
A power source other than the engine, at least a second power source capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
Applied to a hybrid system that outputs a required driving force to the drive shaft by at least one of
The hybrid system can operate in an EV traveling mode in which fuel supply to the engine is stopped and a required driving force is output to the driving shaft only by the first power source,
An EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and an intake passage of the engine;
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
By rotating the engine by the second power source,
Circulating the exhaust,
The engine exhaust purification system, wherein the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when the engine is stopped in the EV traveling mode. .
前記エンジンの排気バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング装置を備え、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による前記排気の循環を行うとともに、前記可変バルブタイミング装置により前記排気バルブの開弁時期を前記排気の循環を行わない場合よりも進角させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 2 or 3,
A variable valve timing device capable of changing the exhaust valve timing of the engine;
When performing the regeneration control when the engine is stopped in the EV traveling mode, the regeneration control means circulates the exhaust by the exhaust circulation means, and sets the opening timing of the exhaust valve by the variable valve timing device. An exhaust purification system for an engine, wherein the exhaust angle is advanced more than when exhaust gas is not circulated.
前記前記吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、を有するターボチャージャを備え、
前記ターボチャージャは、前記タービンに開度可変のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を変更することによって前記ターボチャージャの過給効率を変更可能な可変容量型のターボチャージャであって、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段による前記排気の循環を行うとともに、前記ノズルベーンの開度を前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 2 or 3,
A turbocharger having a compressor provided in the intake passage and a turbine provided in the exhaust passage;
The turbocharger is a variable capacity turbocharger having a variable-opening nozzle vane in the turbine and capable of changing the supercharging efficiency of the turbocharger by changing the opening of the nozzle vane.
When the regeneration control means executes the regeneration control when the engine is stopped in the EV driving mode, the exhaust circulation is performed by the exhaust circulation means, and the opening degree of the nozzle vane is not performed by the exhaust circulation. The engine exhaust purification system is also characterized by changing the opening to the opening side.
前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、該タービンを排気のエネルギーによらずに回転駆動することが可能なターボアシスト動力源と、を有するターボチャージャと、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記バルブ制御手段によって前記吸気バルブ及び前記排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動することによって、前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 1,
A turbocharger comprising: a compressor provided in an intake passage of the engine; a turbine provided in the exhaust passage; and a turbo-assist power source capable of rotating the turbine without depending on the energy of exhaust. ,
An EGR passage connecting the exhaust passage downstream of the exhaust purification device and the intake passage;
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
Valve control means for controlling opening and closing of the intake valve and exhaust valve of the engine;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
The valve control means controls the intake valve and the exhaust valve to be in an open state, and the turbine is rotated by the turbo assist power source to circulate the exhaust,
When the regeneration control is performed when the engine is stopped, the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust by the exhaust circulation unit.
前記エンジンの吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンと、該タービンを排気のエネルギーによらずに回転駆動することが可能なターボアシスト動力源と、を有するターボチャージャと、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路内を流れる排気の量を調節するEGR弁と、
前記EGR通路の接続箇所より上流側の吸気通路内に流入する空気の量を調節するスロットル弁と、
前記排気浄化装置より上流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する第2のEGR通路と、
前記第2のEGR通路内を流れる排気の量を調節する第2のEGR弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記EGR弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更するとともに、前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記第2のEGR弁を開弁し、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動することによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 1,
A turbocharger comprising: a compressor provided in an intake passage of the engine; a turbine provided in the exhaust passage; and a turbo-assist power source capable of rotating the turbine without depending on the energy of exhaust. ,
An EGR passage connecting the exhaust passage downstream of the exhaust purification device and the intake passage;
An EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the EGR passage;
A throttle valve for adjusting the amount of air flowing into the intake passage upstream from the connection point of the EGR passage;
A second EGR passage connecting the exhaust passage upstream of the exhaust purification device and the intake passage;
A second EGR valve that adjusts the amount of exhaust flowing in the second EGR passage;
With
The exhaust circulation means includes
The opening of the EGR valve is changed to an opening on the open side compared with the case where the exhaust gas is not circulated, and the opening of the throttle valve is opened on the closed side than when the exhaust gas is not circulated. Change in degrees
By opening the second EGR valve and rotating the turbine by the turbo assist power source,
Circulating the exhaust,
When the regeneration control is performed when the engine is stopped, the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust by the exhaust circulation unit.
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、駆動軸に駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するEV走行モードで動作することが可能であり、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 6 or 7,
The engine;
A power source other than the engine, capable of outputting a driving force to a driving shaft, and capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
Applied to a hybrid system that outputs a required driving force to the drive shaft by at least one of
The hybrid system can operate in an EV traveling mode in which fuel supply to the engine is stopped and a required driving force is output to the driving shaft only by the power source,
The engine exhaust purification system, wherein the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when the engine is stopped in the EV traveling mode. .
前記エンジンと、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも駆動軸に駆動力を出力可能な第1の動力源と、
前記エンジン以外の動力源であって、少なくとも前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な第2の動力源と、
の少なくともいずれかによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するハイブリッドシステムに適用され、
前記ハイブリッドシステムは、前記エンジンへの燃料供給を停止して前記第1の動力源のみによって前記駆動軸に要求駆動力を出力するEV走行モードで動作することが可能であり、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 6 or 7,
The engine;
A power source other than the engine, and a first power source capable of outputting a driving force to at least the driving shaft;
A power source other than the engine, at least a second power source capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
Applied to a hybrid system that outputs a required driving force to the drive shaft by at least one of
The hybrid system can operate in an EV traveling mode in which fuel supply to the engine is stopped and a required driving force is output to the driving shaft only by the first power source,
The engine exhaust purification system, wherein the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when the engine is stopped in the EV traveling mode. .
所定のエンジン停止条件において自動的に前記エンジンを停止させるとともに、該停止状態のエンジンを所定のエンジン始動条件において自動的に再始動させるエンジン自動停止始動制御手段を備え、
前記再生制御手段は、前記エンジン停止条件におけるエンジン停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 6 or 7,
An engine automatic stop start control means for automatically stopping the engine in a predetermined engine stop condition and automatically restarting the stopped engine in a predetermined engine start condition;
When the regeneration control means executes the regeneration control when the engine is stopped under the engine stop condition, the regeneration control system executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means. .
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 1-10,
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means executes, as the regeneration control, filter regeneration control for recovering the exhaust gas purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected by the filter. Purification system.
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタの温度に応じて、該フィルタから流出する排気の内前記排気循環手段によって前記循環経路内を循環する排気の量、及び/又は、前記エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 1-10,
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means executes filter regeneration control for recovering the exhaust gas purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected in the filter as the regeneration control,
When the regeneration control means executes the filter regeneration control when the fuel supply to the engine is stopped, the regeneration control means circulates in the circulation path by the exhaust circulation means of the exhaust gas flowing out from the filter according to the temperature of the filter. An exhaust emission control system for an engine, characterized by adjusting an amount of exhaust gas and / or an amount of air flowing into the intake passage of the engine.
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、前記エンジンの吸気通路に流入する空気の量を調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 1-10,
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means executes filter regeneration control for recovering the exhaust gas purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected in the filter as the regeneration control,
When performing the filter regeneration control when the fuel supply to the engine is stopped, the regeneration control unit adjusts the amount of air flowing into the intake passage of the engine according to the oxygen concentration of the exhaust flowing into the filter. An exhaust purification system for an engine characterized by that.
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記EV走行モードにおけるエンジン停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタの温度に応じて、前記EGR弁の開度、前記スロットル弁の開度、及び、前記エンジン以外の動力源によって前記エンジンを回転させる際のエンジン回転数の少なくともいずれかを調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 2-5,
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means executes filter regeneration control for recovering the exhaust gas purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected in the filter as the regeneration control,
When the regeneration control means executes the filter regeneration control when the engine is stopped in the EV travel mode, the opening of the EGR valve, the opening of the throttle valve, and other than the engine according to the temperature of the filter An engine exhaust purification system characterized by adjusting at least one of the engine rotational speeds when the engine is rotated by a power source.
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタの温度に応じて、前記EGR弁の開度、前記スロットル弁の開度、及び、前記ターボアシスト動力源によって前記タービンを回転駆動する際のタービン回転数の少なくともいずれかを調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 6-10,
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means executes filter regeneration control for recovering the exhaust gas purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected in the filter as the regeneration control,
The regeneration control means, when executing the filter regeneration control when the fuel supply to the engine is stopped, according to the temperature of the filter, the opening degree of the EGR valve, the opening degree of the throttle valve, and the turbo assist An engine exhaust purification system characterized by adjusting at least one of the turbine rotational speeds when the turbine is rotationally driven by a power source.
前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタを有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記フィルタに捕集されたパティキュレートマターを酸化除去することにより該フィルタの排気浄化能力を回復させるフィルタ再生制御を実行し、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記フィルタ再生制御を実行する場合、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度に応じて、前記スロットル弁の開度を調節することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 2-10,
The exhaust purification device has a filter that collects particulate matter in the exhaust,
The regeneration control means executes filter regeneration control for recovering the exhaust gas purification ability of the filter by oxidizing and removing particulate matter collected in the filter as the regeneration control,
The regeneration control means adjusts the opening of the throttle valve according to the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter when the filter regeneration control is executed when the fuel supply to the engine is stopped. Engine exhaust purification system.
前記排気浄化装置は、酸素過剰雰囲気中で排気中のNOxを吸蔵し当該吸蔵したNOxを還元雰囲気中で放出するとともに当該放出したNOxを還元剤の存在下で還元するNOx触媒を有し、
前記再生制御手段は、前記再生制御として、前記NOx触媒に還元剤を供給して該NOx触媒の周囲雰囲気を前記還元雰囲気に調節することにより該NOx触媒に吸蔵されたNOxを放出させるとともに該還元剤によって当該放出されたNOxを還元するNOx還元制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 1-10,
The exhaust purification apparatus has a NOx catalyst that stores NOx in exhaust in an oxygen-excess atmosphere, releases the stored NOx in a reducing atmosphere, and reduces the released NOx in the presence of a reducing agent,
As the regeneration control, the regeneration control means releases the NOx occluded in the NOx catalyst by supplying a reducing agent to the NOx catalyst and adjusts the ambient atmosphere of the NOx catalyst to the reducing atmosphere and reduces the NOx catalyst. An exhaust purification system for an engine, characterized in that NOx reduction control for reducing the released NOx by an agent is executed.
前記エンジンの停止中に、該エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立した場合に、
前記エンジンをクランキングするとともにクランキングに適合した燃料噴射を行って該エンジンの回転数を上昇させるクランキングモードで該エンジンを運転し、
該クランキングモードで前記エンジンの回転数が所定の基準回転数に達した時点で、該エンジンを負荷運転させる負荷運転モードに移行させる
エンジン始動制御手段を備え、
前記エンジンの停止中に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジン始動条件が成立した場合には、前記エンジン始動制御手段は、前記排気循環手段による排気の循環を停止した後、前記クランキングモードでのエンジンの運転を開始し、且つ、該クランキングモードにおいて、クランキングに適合した燃料噴射の開始を、該クランキングモードでのエンジンの運転の開始から所定期間遅延させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 1-17,
When an engine start condition for starting the engine and performing a load operation is satisfied while the engine is stopped,
The engine is operated in a cranking mode in which the engine is cranked and fuel injection adapted to the cranking is performed to increase the rotational speed of the engine,
Engine start control means for shifting to a load operation mode in which the engine is loaded when the engine speed reaches a predetermined reference speed in the cranking mode;
When the engine start condition is satisfied when the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit while the engine is stopped, the engine start control unit After stopping the exhaust gas circulation by the exhaust gas circulation means, the engine operation in the cranking mode is started, and in the cranking mode, the start of fuel injection suitable for the cranking is performed. An exhaust purification system for an engine characterized by delaying a predetermined period from the start of engine operation in the mode.
前記エンジンに吸入されるガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段を備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記酸素濃度取得手段によって取得される酸素濃度に基づいて、前記クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 18,
Comprising oxygen concentration acquisition means for acquiring the oxygen concentration of gas sucked into the engine;
The engine start control means determines an interval for delaying the start of fuel injection in the cranking mode based on the oxygen concentration acquired by the oxygen concentration acquisition means.
前記エンジン始動制御手段は、前記排気循環手段によって循環している排気のうち前記エンジン再始動条件の成立時点で前記吸気通路内に存在している排気が該吸気通路内から掃気されるのに要する時間に基づいて、前記クランキングモードにおいて燃料噴射の開始を遅延させる期間を決定することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 18,
The engine start control means is required for scavenging the exhaust gas existing in the intake passage at the time when the engine restart condition is satisfied among the exhaust gas circulated by the exhaust circulation means from the intake passage. An engine exhaust purification system characterized in that a period for delaying the start of fuel injection in the cranking mode is determined based on time.
前記エンジン始動制御手段は、前記クランキングモードにおいて前記燃料噴射の開始を遅延させている期間中に、前記エンジンの回転数が前記基準回転数に達した場合、燃料噴射を開始するとともに前記負荷運転モードに移行し、該負荷運転モードにおいて、前記エンジンに吸入されるガスの酸素濃度に基づいて目標EGR率を補正することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 18-20,
The engine start control means starts fuel injection and loads the engine when the engine speed reaches the reference speed during a period in which the start of fuel injection is delayed in the cranking mode. The engine exhaust gas purification system, wherein the target EGR rate is corrected based on the oxygen concentration of the gas sucked into the engine in the load operation mode.
前記エンジンを燃料の燃焼エネルギーによらずに回転させる駆動力を出力可能な動力源と、
前記排気浄化装置より下流側の排気通路と前記吸気通路とを接続する連通路と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記連通路の接続箇所より上流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記エンジンを回転させることによって、
前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 1,
A power source capable of outputting a driving force for rotating the engine without depending on fuel combustion energy;
A communication passage connecting the exhaust passage downstream of the exhaust purification device and the intake passage;
A switching valve for opening and closing the communication path;
A throttle valve provided in the intake passage upstream of the connection location of the communication passage;
With
The exhaust circulation means includes
Change the switching valve to an opening on the opening side than when the exhaust gas is not circulated,
The opening of the throttle valve is changed to an opening on the closing side than when the exhaust gas is not circulated,
By rotating the engine by the power source,
Circulating the exhaust,
The engine exhaust purification system characterized in that the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when fuel supply to the engine is stopped. .
前記吸気通路にインタークーラを備え、
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記インタークーラより下流側であることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 22,
An intercooler is provided in the intake passage,
An exhaust purification system for an engine, wherein a connection portion of the communication passage in the intake passage is downstream of the intercooler.
前記吸気通路における前記連通路の接続箇所は、前記エンジンの吸気マニホールドであることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 22 or 23,
The engine exhaust gas purification system, wherein the connection portion of the communication passage in the intake passage is an intake manifold of the engine.
前記排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に排気絞り弁を備え、
前記排気循環手段は、前記排気の循環を行う時に、前記排気絞り弁を、前記排気の循環を行わない場合よりも閉じ側の開度に変更することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 22-24,
An exhaust throttle valve is provided on the downstream side of the connection portion of the communication passage in the exhaust passage,
The exhaust gas purifying system according to claim 1, wherein when the exhaust gas is circulated, the exhaust throttle valve is changed to an opening closer to the closing side than when the exhaust gas is not circulated.
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、酸素の供給が要求されない場合と比較して、前記スロットル弁の開度を開き側に変更することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 22-25,
The regeneration control means, when performing the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means, when oxygen supply is required for execution of the regeneration control, when oxygen supply is not required In comparison, the engine exhaust purification system is characterized in that the opening of the throttle valve is changed to the open side.
前記エンジンへの燃料供給停止時に、前記再生制御手段が、前記排気循環手段による排気の循環を行いながら前記再生制御を実行している時に、前記エンジンを始動させて負荷運転させるエンジン始動条件が成立した場合には、前記スロットル弁の開度を、該エンジン始動条件が成立する前よりも開き側の開度に変更し、前記切替弁を閉弁し、前記エンジ
ンのクランキングを開始し、該クランキングの開始から所定期間経過後、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始するエンジン始動制御手段を更に備えることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 22-26,
When the fuel supply to the engine is stopped, an engine start condition for starting the engine and performing a load operation is established when the regeneration control unit performs the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation unit. In this case, the opening of the throttle valve is changed to an opening more open than before the engine start condition is satisfied, the switching valve is closed, cranking of the engine is started, An engine exhaust gas purification system, further comprising engine start control means for starting fuel supply to the engine and starting load operation of the engine after elapse of a predetermined period from the start of cranking.
前記エンジンの吸気の空燃比を取得する空燃比取得手段を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記空燃比取得手段により取得される空燃比が所定の基準空燃比よりもリーンであるという条件が成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 27,
Air-fuel ratio acquisition means for acquiring the air-fuel ratio of the intake air of the engine,
When the condition that the air-fuel ratio acquired by the air-fuel ratio acquisition unit is leaner than a predetermined reference air-fuel ratio is satisfied, the engine start control unit starts fuel supply to the engine and loads the engine An exhaust purification system for an engine characterized by starting operation.
前記エンジンの吸気の圧力を取得する吸気圧取得手段と、
前記エンジンの吸気の温度を取得する吸気温度取得手段と、
を更に備え、
前記エンジン始動制御手段は、前記吸気圧取得手段により取得される吸気の圧力が所定の基準圧力よりも高いという条件と、前記吸気温度取得手段により取得される吸気の温度が所定の基準温度より低いという条件と、の少なくともいずれかが更に成立した時に、前記エンジンへの燃料供給を開始して前記エンジンの負荷運転を開始することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 28,
Intake pressure acquisition means for acquiring the pressure of the intake air of the engine;
Intake air temperature acquisition means for acquiring the intake air temperature of the engine;
Further comprising
The engine start control means has a condition that the intake pressure acquired by the intake pressure acquisition means is higher than a predetermined reference pressure, and the intake air temperature acquired by the intake air temperature acquisition means is lower than a predetermined reference temperature. When at least one of the above conditions is further established, fuel supply to the engine is started and load operation of the engine is started.
前記排気浄化装置下流の排気通路と、前記排気浄化装置上流の排気通路と、を接続する連通路と、
前記連通路において、前記排気浄化装置下流の排気通路側から、前記排気浄化装置上流の排気通路側へ、ガスの流れを発生させる動力源と、
前記連通路を開閉する切替弁と、
前記排気浄化装置下流の排気通路における前記連通路の接続箇所より下流側に設けられた排気絞り弁と、
前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
を備え、
前記排気循環手段は、
前記切替弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも開き側の開度に変更し、
前記排気絞り弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記スロットル弁の開度を、前記排気の循環が行われない場合よりも閉じ側の開度に変更し、
前記動力源によって前記連通路における前記ガスの流れを発生させることによって、前記排気の循環を行い、
前記再生制御手段は、前記エンジンへの燃料供給停止時に前記再生制御を実行する場合、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 1,
A communication passage connecting an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and an exhaust passage upstream of the exhaust purification device;
A power source for generating a gas flow from the exhaust passage downstream of the exhaust purification device to the exhaust passage upstream of the exhaust purification device in the communication passage;
A switching valve for opening and closing the communication path;
An exhaust throttle valve provided on the downstream side of a connection point of the communication passage in the exhaust passage downstream of the exhaust purification device;
A throttle valve provided in the intake passage;
With
The exhaust circulation means includes
Change the opening of the switching valve to an opening on the opening side than when the exhaust gas is not circulated,
Change the opening of the exhaust throttle valve to the opening on the closed side than when the exhaust is not circulated,
Change the opening of the throttle valve to the opening on the closed side than when the exhaust gas is not circulated,
The exhaust gas is circulated by generating the gas flow in the communication path by the power source,
The exhaust purification system for an engine, wherein the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means when the regeneration control is executed when fuel supply to the engine is stopped. .
前記動力源は、前記連通路内のガスを、前記排気浄化装置下流の排気通路側から前記排気浄化装置上流の排気通路側へ流すポンプであることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 30,
The engine exhaust gas purification system, wherein the power source is a pump that causes the gas in the communication passage to flow from an exhaust passage side downstream of the exhaust purification device to an exhaust passage side upstream of the exhaust purification device.
前記ポンプよりも前記排気浄化装置下流の排気通路側の前記連通路内に還元剤を供給する還元剤供給手段を更に備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御に還元剤の供給が要求される場合、前記還元剤供給手段によって前記連通路を流れるガス中に還元剤を供給することを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 30 or 31,
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the communication passage on the exhaust passage side downstream of the exhaust purification device from the pump;
When the regeneration control unit executes the regeneration control while the exhaust gas circulation unit circulates the exhaust gas, when the regenerative control requires a supply of a reducing agent, the reducing agent supply unit performs the communication path. An exhaust purification system for an engine, characterized in that a reducing agent is supplied into the gas flowing through the engine.
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記排気浄化装置よりも上流側の排気通路と前記スロットル弁より下流側の吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記EGR弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 30-32,
The power source is configured to be able to generate a gas flow in the exhaust passage from the upstream side to the exhaust purification device side from the connection point of the communication passage in the exhaust passage upstream of the exhaust purification device,
An EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust purification device and an intake passage downstream of the throttle valve;
An EGR valve provided in the EGR passage;
With
When the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means, when supply of oxygen is required for the execution of the regeneration control,
The opening of the throttle valve is changed to the open side rather than when oxygen supply is not required,
The opening of the EGR valve is changed to the open side rather than when oxygen supply is not required,
An exhaust purification system for an engine, characterized in that the gas flow is generated in an exhaust passage upstream of the exhaust purification device by the power source.
前記動力源は、前記排気通路において、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所より上流側から、前記排気浄化装置側へ、ガスの流れを発生させることが可能に構成され、
前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉を制御するバルブ制御手段と、
を備え、
前記再生制御手段は、前記排気循環手段によって前記排気の循環を行いながら前記再生制御を実行する際に、前記再生制御の実行に酸素の供給が要求される場合、
前記スロットル弁の開度を、酸素の供給が要求されない場合よりも開き側に変更し、
前記バルブ制御手段により前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁した状態となるように制御し、
前記動力源によって前記排気浄化装置上流の排気通路における前記ガスの流れを発生させることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In any one of Claims 30-32,
The power source is configured to be able to generate a gas flow in the exhaust passage from the upstream side to the exhaust purification device side from the connection point of the communication passage in the exhaust passage upstream of the exhaust purification device,
Valve control means for controlling opening and closing of the intake valve and exhaust valve of the engine;
With
When the regeneration control means executes the regeneration control while circulating the exhaust gas by the exhaust circulation means, when supply of oxygen is required for the execution of the regeneration control,
The opening of the throttle valve is changed to the open side rather than when oxygen supply is not required,
The valve control means controls the intake valve and the exhaust valve of the engine to be in an open state,
An exhaust purification system for an engine, characterized in that the gas flow is generated in an exhaust passage upstream of the exhaust purification device by the power source.
前記動力源は、前記排気浄化装置上流の排気通路における前記連通路の接続箇所に設けられ、該接続箇所より上流側の排気通路及び該接続箇所より上流側の前記連通路から、前記排気浄化装置側へ、ガスを流すポンプであることを特徴とするエンジンの排気浄化システム。 In claim 33 or 34,
The power source is provided at a connection location of the communication passage in an exhaust passage upstream of the exhaust purification device, and is connected to the exhaust purification device from the exhaust passage upstream of the connection location and the communication passage upstream of the connection location. An exhaust gas purification system for an engine characterized by being a pump for flowing gas to the side.
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