JP2011196289A - Exhaust emission control device - Google Patents
Exhaust emission control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011196289A JP2011196289A JP2010065345A JP2010065345A JP2011196289A JP 2011196289 A JP2011196289 A JP 2011196289A JP 2010065345 A JP2010065345 A JP 2010065345A JP 2010065345 A JP2010065345 A JP 2010065345A JP 2011196289 A JP2011196289 A JP 2011196289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- adsorbent
- catalyst
- output
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 101
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 87
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 76
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 34
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 26
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 19
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 65
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 9
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y02T10/16—
-
- Y02T10/47—
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排ガス中の特定成分を吸着材で吸着させる排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that adsorbs a specific component in exhaust gas of an internal combustion engine with an adsorbent.
内燃機関の排ガス中の特定成分(例えばHC)を吸着する吸着材は、吸着材温度が放出温度T1未満ではHCを吸着し、放出温度T1以上になると吸着していたHCを放出する。そして、吸着材から放出されたHCを酸化する酸化触媒は、触媒温度が活性化温度T2以上になると活性化して酸化可能な状態となる。そして、活性化温度T2は放出温度T1よりも高温(T2>T1)であるのが一般的である。要するに、酸化触媒の温度が活性化温度T2に達するまでの間、吸着材でHCを吸着させておく。 The adsorbent that adsorbs a specific component (for example, HC) in the exhaust gas of the internal combustion engine adsorbs HC when the adsorbent temperature is lower than the release temperature T1, and releases adsorbed HC when the adsorbent temperature is equal to or higher than the release temperature T1. The oxidation catalyst that oxidizes HC released from the adsorbent is activated and becomes oxidizable when the catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature T2. The activation temperature T2 is generally higher than the discharge temperature T1 (T2> T1). In short, HC is adsorbed by the adsorbent until the temperature of the oxidation catalyst reaches the activation temperature T2.
ところで、内燃機関の冷間始動時において、触媒温度を早期に活性化温度T2にまで上昇させるべく点火時期を遅角させる制御(点火遅角制御)が特許文献1,2等にて開示されている。但し、内燃機関の始動時から直ぐに点火遅角制御を実施すると、吸着されたHCが飽和量に達していない状態で吸着材温度が放出温度T1以上となり、吸着材による吸着能力が十分に発揮されなくなる。そこで、この種の排ガス浄化装置では、吸着材温度が放出温度T1に達した時点から点火遅角制御を開始させている。これにより、吸着材での吸着量を十分に増やしつつ触媒暖機の早期完了を図っている。
By the way, at the time of cold start of the internal combustion engine, control for retarding the ignition timing (ignition retarding control) so as to raise the catalyst temperature to the activation temperature T2 at an early stage is disclosed in
しかしながら、上述した特許文献1記載の制御では、点火時期を遅角させることで触媒暖機を図るものであるため、点火を遅角させることによる燃費悪化を招く。なお、この問題は、排ガス中のHCを吸着して酸化させる場合に限らず、例えばNOxを吸着して還元させる場合にも同様に生じ得る。 However, in the control described in Patent Document 1 described above, since the catalyst is warmed up by retarding the ignition timing, fuel consumption is deteriorated by retarding the ignition. This problem is not limited to the case where HC in the exhaust gas is adsorbed and oxidized, but can also occur in the same manner when NOx is adsorbed and reduced, for example.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃費悪化を抑制しつつ触媒暖機の早期完了を図った排ガス浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus that achieves early completion of catalyst warm-up while suppressing deterioration in fuel consumption.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明では、自身の温度が放出温度未満では内燃機関の排ガス中の特定成分を吸着し、自身の温度が前記放出温度以上になると吸着した前記特定成分を放出する吸着材と、自身の温度が前記放出温度より高い活性化温度以上になると、前記吸着材から放出された前記特定成分を酸化又は還元する触媒と、前記吸着材の上流側に配置され、排ガスと熱交換して排ガスから熱回収する熱回収器と、前記吸着材の温度が前記放出温度以上であり、かつ、前記触媒の温度が前記活性化温度未満である暖機要求状態であるか否かを判定する判定手段と、前記暖機要求状態であると判定されている時に、暖機要求状態でないと判定されている時に比べて前記熱回収器による熱回収量を減少させる熱回収減少制御を実施する熱回収減少制御手段と、前記暖機要求状態であると判定されている時に、暖機要求状態でないと判定されている時に比べて前記内燃機関の出力を増大させる出力増大制御を実施する出力増大制御手段と、前記暖機要求状態であると判定されている時に、暖機要求状態でないと判定されている時に比べて、前記内燃機関の出力により駆動する機器の駆動負荷を増大させる駆動負荷増大制御を実施する駆動負荷増大制御手段と、を備えることを特徴とする。 In the first aspect of the invention, the adsorbent that adsorbs the specific component in the exhaust gas of the internal combustion engine when its own temperature is lower than the release temperature, and releases the adsorbed specific component when its temperature is equal to or higher than the release temperature; When its own temperature is higher than the activation temperature higher than the release temperature, a catalyst that oxidizes or reduces the specific component released from the adsorbent and an upstream side of the adsorbent are arranged to exchange heat with the exhaust gas. A heat recovery unit that recovers heat from exhaust gas, and a determination for determining whether the temperature of the adsorbent is equal to or higher than the discharge temperature and whether the catalyst is in a warm-up request state where the temperature of the catalyst is lower than the activation temperature. And heat recovery for performing heat recovery reduction control for reducing the amount of heat recovered by the heat recovery device when it is determined that the warm-up request state is determined, and when it is determined that the warm-up request state is not determined Reduction control means Output increase control means for performing output increase control for increasing the output of the internal combustion engine when it is determined that the warm-up request state is determined, compared with when it is determined that the warm-up request state is not determined; A drive load that performs drive load increase control that increases the drive load of the device driven by the output of the internal combustion engine when it is determined that the engine is in a required state and when it is determined that it is not in the warm-up required state And an increase control means.
これによれば、排ガスから熱回収する熱回収器を吸着材の上流側に配置し、暖機要求状態である時には熱回収量を減少させる(熱回収減少制御)ので、内燃機関の始動直後における排ガス温度上昇を促進できる。さらに、暖機要求状態である時には内燃機関の出力を増大させる(出力増大制御)ので、内燃機関の始動直後における排ガス温度上昇をより一層促進できる。したがって、点火時期を遅角させることなく(或いは点火遅角量を抑制して)排ガス温度上昇を促進できるので、点火時期遅角による燃費悪化を抑制しつつ触媒暖機の早期完了を図ることができる。 According to this, since the heat recovery device for recovering heat from the exhaust gas is arranged upstream of the adsorbent and the amount of heat recovery is reduced when the engine is in the warm-up request state (heat recovery reduction control), immediately after starting the internal combustion engine Increase in exhaust gas temperature can be promoted. Furthermore, since the output of the internal combustion engine is increased (output increase control) when it is in the warm-up request state, the exhaust gas temperature rise immediately after the start of the internal combustion engine can be further promoted. Therefore, the exhaust gas temperature rise can be promoted without retarding the ignition timing (or suppressing the ignition retard amount), so that the catalyst warm-up can be completed early while suppressing the deterioration of fuel consumption due to the retarded ignition timing. it can.
ここで、出力増大制御を実施すると、運転者の出力要求に反して内燃機関の出力が増大し、例えば車両の走行出力が増大して運転者に違和感を与えてしまうことが懸念される。この懸念に対し上記発明によれば、出力増大制御を実施している時には内燃機関の出力により駆動する機器の駆動負荷を増大さる(駆動負荷増大制御)ので、運転者の走行出力要求に対する実際の走行出力が、出力増大制御を実施することに伴い増大することを解消できる。よって、上述した「運転者に違和感を与えてしまう」といった懸念を解消できる。 Here, when the output increase control is performed, there is a concern that the output of the internal combustion engine increases against the driver's output request, and the driving output of the vehicle, for example, increases to give the driver a sense of incongruity. In response to this concern, according to the above-described invention, when the output increase control is performed, the drive load of the device driven by the output of the internal combustion engine is increased (drive load increase control). It is possible to eliminate the increase in travel output due to the output increase control. Therefore, it is possible to eliminate the above-mentioned concern that the driver feels uncomfortable.
請求項2記載の発明では、前記暖機要求状態であると判定されている時に前記出力増大制御を実施することなく前記熱回収減少制御を実施することで、前記触媒へ供給する熱エネルギを所定値以上確保できるか否かを判定する出力増大要否判定手段を備え、前記出力増大要否判定手段により前記熱エネルギを所定値以上確保できないと判定されたことを条件として、前記出力増大制御を実施することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the thermal energy supplied to the catalyst is predetermined by performing the heat recovery decrease control without performing the output increase control when it is determined that the warm-up request state is established. Output increase necessity determination means for determining whether or not a value can be secured, and the output increase control is performed on condition that the thermal energy cannot be secured above a predetermined value by the output increase necessity determination means. It is characterized by carrying out.
これによれば、出力増大制御を実施しなくとも熱回収減少制御の実施だけで触媒暖機に要求される熱エネルギを排ガスから供給できる場合には、出力増大制御は実施させずに熱回収増大制御を実施させることとなるので、出力増大制御の実施により燃費が悪化する機会を減らすことができる。 According to this, when the heat energy required for catalyst warm-up can be supplied from the exhaust gas only by performing the heat recovery decrease control without performing the output increase control, the heat recovery increase without performing the output increase control. Since the control is to be performed, the chances that the fuel consumption deteriorates due to the output increase control can be reduced.
請求項3記載の発明では、前記機器は、前記内燃機関の出力により駆動して発電する発電機であり、バッテリの充電状態が、前記出力増大制御による出力増大分により前記発電機で発電された電力を充電可能な状態であるか否かを判定する発電力増大可否判定手段を備え、前記出力増大分により発電された電力を充電可能な状態であると判定されたことを条件として、前記出力増大制御を実施することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the device is a generator that generates power by being driven by the output of the internal combustion engine, and the state of charge of the battery is generated by the generator due to the increase in output by the output increase control. A power generation increase / decrease determination unit that determines whether or not the power can be charged is provided, and the output is determined on the condition that the power generated by the output increase is determined to be in a chargeable state. Increasing control is performed.
例えば、バッテリの充電状態(SOC)が満充電(SOC=100%)或いは100%に近い状態である場合には、内燃機関の出力増大分を発電機で発電しても、その発電電力をバッテリへ充電させることができない(充電できたとしても過充電状態となりバッテリ寿命が短くなる)。これに対し上記発明によれば、バッテリのSOCが高く出力増大分で発電した電力を充電できない状態である場合には、出力増大制御の実施は許可されないので、「出力増大制御により車両の走行出力が増大して運転者に違和感を与えてしまう」といった懸念を確実に解消できる。 For example, when the state of charge (SOC) of the battery is fully charged (SOC = 100%) or close to 100%, even if the output increase of the internal combustion engine is generated by the generator, the generated power is Cannot be charged (even if it can be charged, it will be overcharged and battery life will be shortened). On the other hand, according to the above-mentioned invention, when the SOC of the battery is high and the electric power generated by the output increase cannot be charged, the execution of the output increase control is not permitted. This will surely eliminate the concern that the driver will feel uncomfortable.
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
(第1実施形態)
本実施形態にかかる排ガス浄化装置は、点火式のガソリンエンジン(内燃機関)に適用されたものであり、先ず、図1を用いてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
(First embodiment)
The exhaust gas purifying apparatus according to this embodiment is applied to an ignition type gasoline engine (internal combustion engine). First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.
内燃機関であるエンジン11の吸気管12には、スロットル開度を調整するスロットルバルブ13が設けられ、各気筒に空気を導入する吸気マニホールド14の各気筒の分岐管部には、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁15が取り付けられている。
An
一方、エンジン11の排気管16のうち排気マニホールド17の下流側部分には、排ガス中の有害成分を低減させる浄化装置30が設置されている。図2(a)は浄化装置30を排ガス流れ方向から見た図であり、図2(b)は(a)の拡大図である。図2に示すように、浄化装置30は、HC,CO,NOxを浄化する三元触媒又はHC,COを浄化する酸化触媒(以下、単に「触媒33」と記載)と、HCを吸着する吸着材32とを有して構成されている。
On the other hand, in the
より詳細に説明すると、浄化装置30は、コージェライト等のセラミックでハニカム状に形成された担体31の内壁面に、ゼオライト等の吸着材32をコーティングし、この吸着材32の表面に三元触媒又は酸化触媒等の触媒33をコーティング等により担持させたものである。触媒33は無数の微細孔を有する多孔状に形成され、排ガス中のHCが触媒33の微細孔を通過して吸着材32に吸着されるようになっている。
More specifically, the purifying
浄化装置30の触媒33の担持量は、浄化装置30の上流部よりも下流部の方が多くなるように形成され、浄化装置30の下流部でのHC浄化反応量を多くするようにしている。また、吸着材32を形成しているゼオライトは、その原料であるシリカ/アルミナの比が大きいほど耐熱性が良くなるが、HC吸着率が低下してしまうという特性をもっているため、浄化装置30の吸着材32(ゼオライト)は、高熱に晒される上流部のシリカ/アルミナの比を大きくして耐熱性を確保し、上流部よりも温度が低くなる下流部のシリカ/アルミナの比を小さくしてHC吸着率を高めるようにしている。
The carrying amount of the catalyst 33 of the
吸着材32は、自身の温度が放出温度T1未満となっている低温時には、排ガス中のHCを吸着する。一方、自身の温度が放出温度T1以上になると、吸着しているHCが離脱して放出される。また、触媒33は、自身の温度が活性化温度T2(例えば約250℃)以上になると活性化して、HC,CO,NOxを酸化、還元する機能が発揮されるようになる。そして、活性化温度T2は放出温度T1よりも高い温度である。 The adsorbent 32 adsorbs HC in the exhaust gas at a low temperature when the temperature of the adsorbent 32 is lower than the discharge temperature T1. On the other hand, when its own temperature becomes equal to or higher than the release temperature T1, the adsorbed HC is released and released. Further, the catalyst 33 is activated when its own temperature becomes equal to or higher than the activation temperature T2 (for example, about 250 ° C.), and functions to oxidize and reduce HC, CO, and NOx are exhibited. The activation temperature T2 is higher than the discharge temperature T1.
そして、排ガス温度が低温となっているエンジン11の冷間始動時には、触媒温度Tcが活性化温度T2未満となっているため触媒33は未活性状態であり、エンジン11から排出されるHCを浄化することができない。そこで、触媒33が未活性でHCを浄化できない期間には、浄化装置30に流入する排ガス中のHCは、触媒33の微細孔を通過して吸着材32に一旦吸着される。その後、浄化装置30の温度が上昇して、吸着材温度Taが放出温度T1まで上昇するとともに触媒温度Tcが活性化温度T2まで上昇すると、吸着材32から離脱したHCが触媒33で酸化されて浄化されることとなる。
At the time of cold start of the engine 11 whose exhaust gas temperature is low, the catalyst 33 is inactive because the catalyst temperature Tc is lower than the activation temperature T2, and the HC discharged from the engine 11 is purified. Can not do it. Therefore, during a period in which the catalyst 33 is inactive and HC cannot be purified, HC in the exhaust gas flowing into the
なお、触媒33は吸着材32の上層側に担持されているので、触媒33は排ガスに直接晒されることとなる。そのため、触媒温度Tcは吸着材温度Taよりも常に高温となる。よって、吸着材温度Taが放出温度T1に達してHCが放出される時期から、触媒温度Tcが活性化温度T2に達して浄化可能になる時期までの時間を短くすることができる。よって、吸着材32から放出されるHCが触媒33で浄化されることなく浄化装置30から排出されてしまうことを抑制できる。
Since the catalyst 33 is carried on the upper layer side of the adsorbent 32, the catalyst 33 is directly exposed to the exhaust gas. Therefore, the catalyst temperature Tc is always higher than the adsorbent temperature Ta. Therefore, the time from the time when the adsorbent temperature Ta reaches the release temperature T1 and the release of HC to the time when the catalyst temperature Tc reaches the activation temperature T2 and can be purified can be shortened. Therefore, it is possible to prevent HC released from the adsorbent 32 from being discharged from the
エンジン制御回路(以下「ECU18」と記載)は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された燃料噴射制御プログラム(図示せず)を実行することで、エンジン運転状態(例えばエンジン回転速度及びエンジン負荷)に応じて燃料噴射弁15の燃料噴射量を制御する。具体的には、エンジン回転速度及びエンジン負荷と最適噴射量との関係を予め試験して取得しておき、その試験に基づき作成されたエンジン回転速度及びエンジン負荷と最適噴射量との関係を示す噴射量マップを参照して、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき最適噴射量(目標噴射量)を算出する。
An engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU18”) is configured mainly by a microcomputer, and executes an engine operation by executing a fuel injection control program (not shown) stored in a built-in ROM (storage medium). The fuel injection amount of the
また、ECU18は、前記ROMに記憶された点火制御プログラム(図示せず)を実行することで、点火プラグ19の点火時期を制御する。具体的には、エンジン回転速度及びエンジン負荷と最適噴射量との関係を予め試験して取得しておき、その試験に基づき作成されたエンジン回転速度及びエンジン負荷と最適点火時期との関係を示す点火時期マップを参照して、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき最適点火時期(目標点火時期)を算出する。
The
そして、エンジン11の冷間始動時には、燃料噴射量を増量させる増量補正や、点火時期を遅角させる遅角補正等の触媒暖機制御(点火遅角制御)を実施することで、排ガス温度の上昇を促進させて触媒33の早期活性化を図ることができる。 When the engine 11 is cold started, the exhaust gas temperature is controlled by performing catalyst warm-up control (ignition delay control) such as an increase correction for increasing the fuel injection amount or a delay angle correction for retarding the ignition timing. The catalyst 33 can be activated early by promoting the increase.
図1に示すエンジン11は、冷却水(熱媒体)により冷却される水冷式であり、エンジン11と熱交換した冷却水はラジエータ20により外気と熱交換して冷却される。エンジン11及びラジエータ20間にて冷却水を循環させる循環配管21には、ラジエータ20をバイパスして冷却水を循環させるバイパス配管22が接続されている。そして、冷却水温度が所定以下である冷間始動時には、ラジエータ20をバイパスしてバイパス配管22を冷却水が循環するようサーモスタット23(切替バルブ)が作動する。これによりエンジン11の暖機促進が図られる。一方、冷却水温度が所定以上であれば、冷却水がラジエータ20を循環するようサーモスタット23が作動する。
The engine 11 shown in FIG. 1 is a water-cooled type that is cooled by cooling water (heat medium), and the cooling water that exchanges heat with the engine 11 is cooled by heat exchange with the outside air by the
なお、エンジン出力を駆動源として作動するウォータポンプ24により冷却水は循環する。したがって、エンジン回転速度が速いほどウォータポンプ24の回転速度が速くなり、循環流量も増大し、ラジエータ20により冷却水が外気と熱交換する量(冷却される量)も増大する。また、冷却水は、車室内を空調する空調装置の熱源としても利用されており、車室内へ向けて送風される送風空気は、冷却水と熱交換することで加熱されて温風となり、車室内へ吹き出される。
The cooling water is circulated by a
排気管16のうち排気マニホールド17の下流側部分、かつ浄化装置30の上流側部分には、排ガスと熱交換する熱媒体を循環させることにより排ガスから熱回収する熱回収器40が設置されている。本実施形態では、熱回収器40に循環させる熱媒体として、ウォータポンプ24により循環する冷却水が用いられている。
A
エンジン11及び熱回収器40間にて冷却水を循環させる熱回収用配管25には、冷却水の流量を調整する流量調整バルブ41(流量調整手段)が設けられている。この流量調整バルブ41は電磁式のバルブであり、ECU18により電磁バルブの開度が制御される。そして、そのバルブ開度を制御することで、冷却水が熱回収器40を循環する循環流量が調整(制御)される。
The
したがって、流量調整バルブ41のバルブ開度を全閉にして熱回収器40への循環流量をゼロにすれば、ウォータポンプ24から吐出される冷却水の全量が循環配管21を循環する。一方、流量調整バルブ41を開ければ、ウォータポンプ24から吐出される冷却水の一部が熱回収器40へ循環し、冷却水は排ガスと熱交換して熱回収する。このように排ガスから熱回収することで、エンジン11の冷間始動時において、エンジン11の暖機促進が図られるとともに、車室内へ送風される空調風の早期加熱を図ることができる。
Therefore, if the valve opening degree of the flow
排気管16のうち熱回収器40の上流側部分には、排ガス温度を検出する排ガス温度センサ42が備えられている。排ガス温度センサ42により検出された温度は、熱回収器40へ流入してくる排ガスであって、熱交換される前の排ガスの温度(以下、「排ガス入口温度Tex」と記載)である。ECU18は、検出された排ガス入口温度Texに基づき、流量調整バルブ41の作動を制御して熱回収器40への循環流量を調整することで、排熱回収量を調整する。
An exhaust
図1に示す車両は所謂ハイブリッド式の車両であり、エンジン11の出力に加えて、バッテリ26から電力供給されて駆動するモータジェネレータ27(発電機)の出力を走行駆動源とする。また、エンジン出力によりモータジェネレータ27を駆動させることにより発電した電力をバッテリ26へ充電させることも可能である。図1の例では、エンジン11により回転駆動するクランクシャフトはモータジェネレータ27によりアシストされて駆動する。そして、エンジン11及びモータジェネレータ27の出力がトランスミッション28へ伝達されて駆動輪29を駆動させる。
The vehicle shown in FIG. 1 is a so-called hybrid vehicle, and in addition to the output of the engine 11, the output of a motor generator 27 (generator) that is driven by being supplied with power from the battery 26 is used as a travel drive source. It is also possible to charge the battery 26 with electric power generated by driving the
ECU18は、バッテリ26の充電状態(SOC)が所定範囲内となるよう充放電制御する。特に、充電率を示すSOCが下限値よりも低下している場合にはエンジン出力によりモータジェネレータ27で発電させてバッテリ26を充電させる。よって、この場合にはモータジェネレータ27による上記アシストは不可である。また、SOCが100%になっている場合、或いは上限値よりも高くなっている場合には、バッテリ26を充電させるとバッテリ26の劣化を招く。よって、この場合にはバッテリ26への充電を禁止、或いはモータジェネレータ27での発電を禁止させるように制御する。
The
ところで、エンジン11の冷間始動時において、上述した点火時期の遅角補正等の触媒暖機制御(点火遅角制御)を実施すると燃費悪化を招く。そこで本実施形態では、このような燃費悪化を抑制すべく、吸着材温度Taが放出温度T1に達してから、触媒温度Tcが活性化温度T2に達するまでは、以下に説明する「熱回収減少制御」「エンジン出力増大制御」及び「発電量増大制御(駆動負荷増大制御)」を実施する。なお、吸着材温度Ta及び触媒温度Tcは、排ガス温度センサ42の検出値(排ガス入口温度Tex)、及び熱回収量等に基づき推定する。 By the way, when the engine 11 is cold-started, if the catalyst warm-up control (ignition delay angle control) such as the ignition timing delay angle correction described above is performed, the fuel consumption deteriorates. Therefore, in the present embodiment, in order to suppress such fuel consumption deterioration, from the time when the adsorbent temperature Ta reaches the release temperature T1 to the time when the catalyst temperature Tc reaches the activation temperature T2, the “decrease in heat recovery” will be described below. Control, “engine output increase control” and “power generation increase control (drive load increase control)” are executed. The adsorbent temperature Ta and the catalyst temperature Tc are estimated based on the detected value of the exhaust gas temperature sensor 42 (exhaust gas inlet temperature Tex), the amount of heat recovery, and the like.
「熱回収減少制御」では、触媒温度Tcの温度上昇を促進して触媒温度Tcが活性化温度T2に達することを早めさせるよう、熱回収器40への冷却水の循環を停止させ(或いは循環流量を低下させ)て、熱回収量を最小にする。これにより、排ガス入口温度Texの上昇を図る。「エンジン出力増大制御」では、上述した噴射量マップに基づき算出した目標噴射量(通常時目標噴射量)を増量するよう補正することで、エンジン出力を増大させる。これにより、排ガス入口温度Texの上昇が促進され、触媒温度Tcが活性化温度T2に達することを早まらせて触媒暖機の早期完了を図る。
In the “heat recovery reduction control”, the circulation of the cooling water to the
なお、触媒温度Tcが活性化温度T2に達すると、その時点でエンジン出力増大制御及び発電量増大制御を終了し、それ以降は通常時目標噴射量で燃料を噴射するよう制御する。 When the catalyst temperature Tc reaches the activation temperature T2, the engine output increase control and the power generation amount increase control are terminated at that point, and thereafter, control is performed so that fuel is injected at the normal target injection amount.
図3は、ECU18が有するマイクロコンピュータによる熱回収減少制御、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御の処理手順を示すフローチャートである。当該処理は、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして起動した後、所定周期(例えば先述のCPUが行う演算周期又は所定のクランク角度毎)で繰り返し実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of heat recovery reduction control, engine output increase control, and power generation increase control by the microcomputer of the
先ず、図3に示すステップS10において、排ガス温度センサ42により検出された排ガス入口温度Texを取得する。また、取得した排ガス入口温度Tex及び熱回収器40による熱回収量に基づき触媒温度Tcを推定する。熱回収量は、流量調整バルブ41の開度及びエンジン冷却水温度に基づき算出すればよい。そして、算出した熱回収量に基づき熱回収器40での熱交換による温度低下分を算出し、その温度低下分を排ガス入口温度Texから減算することで触媒温度Tcを算出する。なお、図3の処理では、吸着材温度Taは触媒温度Tcと同じであるとみなす。
First, in step S10 shown in FIG. 3, the exhaust gas inlet temperature Tex detected by the exhaust
続くステップS11(判定手段)では、ステップS10で算出した触媒温度Tcが活性化温度T2未満であるか否かを判定する。Tc<T2であると判定された場合には(S11:YES)、続くステップS12(判定手段)において、吸着材温度Taが放出温度T1より高いか否かを判定する。ここでは、吸着材温度Taが触媒温度Tcと同じ温度であるとみなす。Tc>T1であると判定された場合には(S12:YES)、触媒温度Tcの上昇が要求される暖機要求状態であるとみなし、続くステップS13(熱回収減少制御手段)において、流量調整バルブ41を全閉に制御して熱回収減少制御を実施する。
In subsequent step S11 (determination means), it is determined whether or not the catalyst temperature Tc calculated in step S10 is lower than the activation temperature T2. If it is determined that Tc <T2 (S11: YES), it is determined in subsequent step S12 (determination means) whether or not the adsorbent temperature Ta is higher than the discharge temperature T1. Here, the adsorbent temperature Ta is regarded as the same temperature as the catalyst temperature Tc. When it is determined that Tc> T1 is satisfied (S12: YES), it is regarded as a warm-up request state in which an increase in the catalyst temperature Tc is required, and the flow rate adjustment is performed in the subsequent step S13 (heat recovery reduction control means). The heat recovery reduction control is performed by controlling the
要するに、触媒温度Tc<活性化温度T2かつ吸着材温度Ta>放出温度T1であれば、吸着材32からHCが放出されつつも、その放出されたHCを触媒33で浄化できない状態であるとみなして、早期に触媒暖機を完了させるべく熱回収減少制御を実施する。これにより、排ガス入口温度Texの上昇ひいては触媒温度Tc及び吸着材温度Taの上昇を促進できるので、触媒温度Tcが活性化温度T2に達するまでの時間を短くできる。 In short, if catalyst temperature Tc <activation temperature T2 and adsorbent temperature Ta> release temperature T1, HC is released from adsorbent 32, but it is considered that the released HC cannot be purified by catalyst 33. In order to complete catalyst warm-up early, heat recovery reduction control is implemented. As a result, the rise of the exhaust gas inlet temperature Tex and thus the rise of the catalyst temperature Tc and the adsorbent temperature Ta can be promoted, so that the time until the catalyst temperature Tc reaches the activation temperature T2 can be shortened.
一方、吸着材温度Ta≦放出温度T1であると判定された場合には(S12:NO)、吸着材32でHCを吸着させている状態であるとみなして図3の処理を一旦終了する。但し、吸着材温度Ta≦放出温度T1の場合であっても、吸着材32で吸着されるHCが飽和量に達している場合には、ステップS13に進み熱回収減少制御を実施するようにしてもよい。 On the other hand, when it is determined that the adsorbent temperature Ta ≦ the discharge temperature T1 (S12: NO), it is considered that the adsorbent 32 is adsorbing HC, and the process of FIG. However, even when the adsorbent temperature Ta ≦ the discharge temperature T1, if the HC adsorbed by the adsorbent 32 has reached the saturation amount, the process proceeds to step S13 and the heat recovery reduction control is performed. Also good.
また、触媒温度Tc≧活性化温度T2であると判定された場合には(S11:NO)、ステップS20に進み、エンジン出力増大制御を実施することなく通常運転時の目標エンジン出力となるようエンジン制御する。例えば、通常時目標噴射量となるよう燃料噴射を制御する。また、点火遅角制御による触媒暖機も実施しない。 On the other hand, if it is determined that the catalyst temperature Tc ≧ the activation temperature T2 (S11: NO), the process proceeds to step S20, and the engine is set so that the target engine output during normal operation is achieved without performing engine output increase control. Control. For example, the fuel injection is controlled so as to be the normal target injection amount. Further, the catalyst is not warmed up by ignition retard control.
続くステップS14(出力増大要否判定手段)では、熱回収減少制御のみで触媒暖機に要する熱エネルギを触媒33へ十分に供給できるか否かを判定する。具体的には、熱回収減少制御により温度上昇した排ガスにより触媒33へ供給される熱エネルギ、及び現時点での触媒温度Tcに基づき、触媒温度Tcが活性化温度T2にまで達するのに要する時間を算出し、その時間が予め設定された目標時間以内であれば、熱回収減少制御のみで触媒暖機に要する熱エネルギを供給可能と判定する。 In subsequent step S14 (output increase necessity determination means), it is determined whether or not the heat energy required for warming up the catalyst can be sufficiently supplied to the catalyst 33 only by the heat recovery decrease control. Specifically, the time required for the catalyst temperature Tc to reach the activation temperature T2 is determined based on the thermal energy supplied to the catalyst 33 by the exhaust gas whose temperature has increased by the heat recovery reduction control and the current catalyst temperature Tc. If the calculated time is within a preset target time, it is determined that heat energy required for catalyst warm-up can be supplied only by heat recovery reduction control.
ステップS14で肯定判定されれば、出力増大制御及び点火遅角による触媒暖機等を実施することなく、図3の処理を終了する。一方、ステップS14で否定判定されれば、続くステップS15において、出力増大制御によりエンジン出力が増加するその出力増加分を算出する。そして、次のステップS16にて、ステップS15で算出した出力増加分に相当する、モータジェネレータ27による発電量を算出する。
If an affirmative determination is made in step S14, the process of FIG. 3 is terminated without performing the output increase control and the catalyst warm-up by the ignition delay angle. On the other hand, if a negative determination is made in step S14, in the subsequent step S15, the output increase amount by which the engine output is increased by the output increase control is calculated. Then, in the next step S16, the amount of power generated by the
続くステップS17(発電力増大可否判定手段)では、ステップS16で算出した発電量がバッテリ26の充電可能量よりも大きいか否か、つまり、前記発電量を全てバッテリ26へ充電させてもSOCの上限値を超えることにならないか否かを判定する。発電量≦充電可能量と判定されれば(S17:NO)、続くステップS18(出力増大制御手段,駆動負荷増大制御手段(発電量増大制御手段))において、エンジン出力増大制御を実施するとともに発電量増大制御を実施する。一方、発電量>充電可能量と判定されれば(S17:YES)、ステップS19に進み、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御を実施することなく、点火遅角制御を実施することで排ガス温度を上昇させて触媒暖機を行う。 In the subsequent step S17 (power generation increase possibility determination means), whether or not the power generation amount calculated in step S16 is larger than the chargeable amount of the battery 26, that is, even if all the power generation amount is charged to the battery 26, the SOC It is determined whether or not the upper limit value is not exceeded. If it is determined that the power generation amount ≦ the chargeable amount (S17: NO), in the subsequent step S18 (output increase control means, drive load increase control means (power generation increase control means)), engine output increase control is performed and power generation is performed. Perform volume increase control. On the other hand, if it is determined that the power generation amount> the chargeable amount (S17: YES), the process proceeds to step S19, and the exhaust gas temperature is determined by performing the ignition retard control without performing the engine output increase control and the power generation increase control. To warm up the catalyst.
エンジン出力増大制御を実施しない時には、先述した噴射量マップに基づき算出した目標噴射量(通常時目標噴射量)となるよう噴射制御する。この通常時目標噴射量に対して、予め設定された所定量だけ増量させる制御が、上記エンジン出力増大制御である。また、モータジェネレータ27による発電量を、前記増量分に相当する出力増加分だけ増大させてバッテリ26へ充電させる制御が、上記発電量増大制御である。
When engine output increase control is not performed, injection control is performed so that the target injection amount (normal target injection amount) calculated based on the previously described injection amount map is obtained. The engine output increase control is a control for increasing the normal target injection amount by a predetermined amount set in advance. The control for increasing the amount of power generated by the
図4は、図3の処理を実施したことによる一態様を示すタイムチャートである。図4の(a)は車両の走行動力、(b)はエンジン出力、(c)はバッテリ26の充放電量、(d)はエンジン直下排気熱量、(e)は熱回収器40による排気熱回収量、(f)は触媒温度Tc、(g)中の実線は触媒33へ流入するHCの流量、(g)中の一点鎖線は触媒33から流出するHCの流量を示す。
FIG. 4 is a time chart showing an embodiment by performing the process of FIG. 4 (a) is the driving power of the vehicle, (b) is the engine output, (c) is the charge / discharge amount of the battery 26, (d) is the exhaust heat quantity directly under the engine, and (e) is the exhaust heat by the
エンジンを始動したt1時点から吸着材温度Taが放出温度T1に達するまでは、以下に説明する「熱回収増大制御」及び「エンジン出力減少制御」を実施してもよい。「熱回収増大制御」では、吸着材温度Taの温度上昇を抑制して吸着材温度Taが放出温度T1に達することを遅らせるよう、熱回収器40を循環する冷却水の流量(循環流量)を最大にして、最大能力で熱回収させる。これにより、浄化装置30へ流入する排ガス温度の低下を図る。「エンジン出力減少制御」では、上述した噴射量マップに基づき算出した目標噴射量(通常時目標噴射量)を減量するよう補正することで、エンジン出力を減少させる。これにより、浄化装置30へ流入する排ガス温度の低下を図る。
From the time t1 when the engine is started until the adsorbent temperature Ta reaches the discharge temperature T1, “heat recovery increase control” and “engine output decrease control” described below may be performed. In the “heat recovery increase control”, the flow rate (circulation flow rate) of the cooling water circulating through the
このように、t2時点までの期間に熱回収増大制御を実施すれば、(e)に示す如く排熱回収量は増大する。また、t2時点までの期間にモータ出力増大制御を実施すれば、エンジン出力減少制御を実施しても走行動力の低下が回避され、走行動力を、ドライバが要求する走行動力に維持させることができる。これらの制御は、エンジン直下排気温度(排ガス入口温度Tex)が放出温度T1に達したt2時点、或いは、推定した触媒温度Tc(つまり吸着材温度Ta)が放出温度T1に達した時点で両制御を終了させる。 Thus, if heat recovery increase control is implemented in the period until time t2, the amount of exhaust heat recovery increases as shown in (e). Further, if the motor output increase control is performed during the period up to the time t2, even if the engine output decrease control is performed, a decrease in travel power can be avoided and the travel power can be maintained at the travel power requested by the driver. . These controls are performed at the time t2 when the exhaust temperature directly under the engine (exhaust gas inlet temperature Tex) reaches the discharge temperature T1, or when the estimated catalyst temperature Tc (that is, the adsorbent temperature Ta) reaches the discharge temperature T1. End.
その後、触媒温度Tc(つまり吸着材温度Ta)が放出温度T1に達したt2時点で熱回収増大制御及びエンジン出力減少制御を終了させるとともに、熱回収減少制御、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御を実施する。なお、触媒温度Tcが活性化温度T2に達した時点で熱回収減少制御、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御を終了させる。 Thereafter, at time t2 when the catalyst temperature Tc (that is, the adsorbent temperature Ta) reaches the discharge temperature T1, the heat recovery increase control and the engine output decrease control are terminated, and the heat recovery decrease control, the engine output increase control, and the power generation increase control are terminated. To implement. When the catalyst temperature Tc reaches the activation temperature T2, the heat recovery decrease control, the engine output increase control, and the power generation increase control are terminated.
t2時点以降に熱回収減少制御を実施することにより、(e)に示す如く排熱回収量は減少する。また、t2時点以降にエンジン出力増大制御を実施することにより((b)参照)、エンジン直下排気熱量は増大する((d)参照)。これらの制御の実施により、触媒温度Tcはt2時点から急上昇する((f)参照)。したがって、点火時期を遅角させることなく(或いは点火遅角量を抑制して)排ガス温度上昇を促進できるので、点火時期遅角による燃費悪化を抑制しつつ触媒暖機の早期完了を図ることができる。 By performing the heat recovery reduction control after time t2, the amount of exhaust heat recovery is reduced as shown in (e). Further, by performing the engine output increase control after the time point t2 (see (b)), the exhaust heat quantity directly under the engine increases (see (d)). By performing these controls, the catalyst temperature Tc rapidly increases from the time point t2 (see (f)). Therefore, the exhaust gas temperature rise can be promoted without retarding the ignition timing (or suppressing the ignition retard amount), so that the catalyst warm-up can be completed early while suppressing the deterioration of fuel consumption due to the retarded ignition timing. it can.
さらに、t2時点以降に発電量増大制御を実施することにより、(c)に示す如くバッテリ充電量は増大する。よって、運転者の走行出力要求に対する実際の走行出力が、出力増大制御を実施することに伴い増大することを解消でき、運転者に違和感を与えてしまうことを回避できる。 Furthermore, by performing the power generation amount increase control after time t2, the battery charge amount increases as shown in (c). Therefore, it is possible to eliminate an increase in the actual travel output in response to the driver's travel output request due to the execution of the output increase control, and to prevent the driver from feeling uncomfortable.
以上に詳述した本実施形態によれば、以下の効果が発揮される。 According to the embodiment described in detail above, the following effects are exhibited.
(1)浄化装置30の上流側に熱回収器40を配置し、熱回収器40への冷却水循環流量を調整して熱回収量を調整することで、浄化装置30へ流入する排ガスの温度(排ガス出口温度Tout)を調整することを可能にしている。
(1) The temperature of the exhaust gas flowing into the purification device 30 (by adjusting the heat recovery amount by arranging the
(2)吸着材温度Taが放出温度T1に達した以降は循環流量をゼロにする(熱回収減少制御)とともにエンジン出力を増大させる(出力増大制御)ので、浄化装置30へ流入する排ガス温度の上昇を促進できる。そのため、触媒温度Tcが活性化温度T2に達するまでの時間を短くできる。よって、点火時期を遅角させることなく(或いは点火遅角量を抑制して)排ガス温度上昇を促進できるので、点火時期遅角による燃費悪化を抑制しつつ触媒暖機の早期完了を図ることができる。 (2) Since the adsorbent temperature Ta reaches the discharge temperature T1, the circulation flow rate is reduced to zero (heat recovery decrease control) and the engine output is increased (output increase control). Can promote the rise. Therefore, the time until the catalyst temperature Tc reaches the activation temperature T2 can be shortened. Therefore, the exhaust gas temperature rise can be promoted without retarding the ignition timing (or by suppressing the ignition delay amount), so that the catalyst warm-up can be completed early while suppressing fuel consumption deterioration due to the ignition timing retardation. it can.
(3)出力増大制御を実施している時には、その出力増大分を発電させて充電させる(発電量増大制御)ので、運転者の走行出力要求に対する実際の走行出力が、出力増大制御を実施することに伴い増大することを解消でき、運転者に違和感を与えてしまうことを回避できる。 (3) When the output increase control is performed, the output increase is generated and charged (power generation amount increase control), so that the actual travel output corresponding to the driver's travel output request performs the output increase control. Accordingly, it is possible to eliminate the increase and to prevent the driver from feeling uncomfortable.
(4)出力増大制御を実施しなくとも熱回収減少制御の実施だけで触媒暖機に要求される熱エネルギを排ガスから供給できるか否かを判定し(S14)、供給可能である場合には(S14:YES)、出力増大制御は実施させずに熱回収増大制御を実施させる。そのため、出力増大制御の実施機会を減らすことができ、ひいては燃費向上を図ることができる。 (4) It is determined whether or not the heat energy required for catalyst warm-up can be supplied from the exhaust gas only by performing the heat recovery decrease control without performing the output increase control (S14). (S14: YES), the heat recovery increase control is performed without performing the output increase control. Therefore, it is possible to reduce the opportunity for executing the output increase control and to improve the fuel consumption.
(5)出力増大制御による出力増大分に相当する発電量が、バッテリ26の充電可能量よりも大きいか否かを判定し(S17)、発電量>充電可能量である場合には(S17:YES)、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御を実施することなく、点火遅角制御を実施することで排ガス温度を上昇させて触媒暖機を行う。よって、出力増大制御により車両の走行出力が増大して運転者に違和感を与えてしまう、といった不具合を確実に回避できる。 (5) It is determined whether or not the power generation amount corresponding to the output increase amount by the output increase control is larger than the chargeable amount of the battery 26 (S17), and if power generation amount> chargeable amount (S17: YES), exhaust gas temperature is raised by performing ignition retard control without performing engine output increase control and power generation amount increase control, and catalyst warm-up is performed. Therefore, it is possible to reliably avoid such a problem that the output of the vehicle increases due to the output increase control and the driver feels uncomfortable.
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、吸着材温度Taが放出温度T1にまで上昇した時点で、熱回収減少制御、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御の実施開始タイミングを同じにしているが、本実施形態では、熱回収減少制御の実施開始を、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御よりも先に実施開始させている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, when the adsorbent temperature Ta rises to the discharge temperature T1, the execution start timing of the heat recovery decrease control, the engine output increase control, and the power generation increase control is made the same. Then, the implementation of the heat recovery decrease control is started prior to the engine output increase control and the power generation increase control.
ここで、厳密には、吸着材32は放出温度T1よりも低い温度(放出開始温度)で放出を開始するが、放出温度T1未満であれば吸着機能も発揮されている。つまり、吸着材温度Taが放出開始温度(例えば100℃)以上かつ放出温度T1(例えば150℃)未満である温度範囲にある場合には、吸着と放出が同時に為され、放出温度T1にまで上昇した時点で吸着機能が発揮されなくなる。 Strictly speaking, the adsorbent 32 starts to be released at a temperature lower than the release temperature T1 (release start temperature). However, if it is lower than the release temperature T1, the adsorption function is also exhibited. That is, when the adsorbent temperature Ta is in a temperature range that is equal to or higher than the discharge start temperature (for example, 100 ° C.) and lower than the discharge temperature T1 (for example, 150 ° C.), the adsorption and the discharge are simultaneously performed and the temperature rises to the discharge temperature T1 At that time, the adsorption function is not exhibited.
そして、上記温度範囲(100℃≦Ta<150℃)では、吸着材温度Taが高くなるほど吸着率が徐々に低下していく。この点を鑑み、図5(h)に示す例では、熱回収減少制御を開始させるタイミングを吸着材32が放出開始温度に達したt2a時点とし、エンジン出力増大制御及び発電量増大制御を開始させるタイミングを、吸着材32が放出温度T1に達したt2時点としている。なお、この場合には、特許請求の範囲に記載の放出温度は放出開始温度に相当する。 In the temperature range (100 ° C. ≦ Ta <150 ° C.), the adsorption rate gradually decreases as the adsorbent temperature Ta increases. In view of this point, in the example shown in FIG. 5 (h), the timing for starting the heat recovery decrease control is set to the time t2a when the adsorbent 32 reaches the discharge start temperature, and the engine output increase control and the power generation increase control are started. The timing is the time t2 when the adsorbent 32 reaches the discharge temperature T1. In this case, the release temperature described in the claims corresponds to the release start temperature.
これによれば、熱回収減少制御をt2時点よりも早く開始させるので、触媒暖機の早期完了を促進できる。なお、本実施形態に反して熱回収減少制御をt2a時点よりも早く開始させてしまうと、放出開始温度に達する時期を早めてしまい、吸着材32でのHC吸着量を十分に確保できなくなる。一方、熱回収減少制御をt2a時点よりも遅く開始させてしまうと、触媒暖機の完了が遅くなってしまう。要するに本実施形態では、熱回収減少制御をt2a時点で開始することで、HC吸着量の増大及び触媒暖機の早期完了のバランスを最適にできる。 According to this, since the heat recovery reduction control is started earlier than the time point t2, early completion of catalyst warm-up can be promoted. If the heat recovery reduction control is started earlier than the time point t2a contrary to the present embodiment, the time to reach the discharge start temperature is advanced, and a sufficient amount of HC adsorbed by the adsorbent 32 cannot be secured. On the other hand, if the heat recovery reduction control is started later than the time point t2a, the completion of catalyst warm-up is delayed. In short, in this embodiment, the balance between the increase in the HC adsorption amount and the early completion of the catalyst warm-up can be optimized by starting the heat recovery reduction control at the time t2a.
また、本実施形態によれば、エンジン出力増大制御をt2a時点よりも遅く開始させるので、エンジン出力増大制御による排気エミッションの悪化を低減できる。なお、本実施形態に反してエンジン出力増大制御をt2時点よりも早く開始させてしまうと、放出開始温度に達する時期を早めてしまい、吸着材32でのHC吸着量を十分に確保できなくなる。一方、エンジン出力増大制御をt2時点よりも遅く開始させてしまうと、触媒暖機の完了が遅くなってしまう。要するに本実施形態では、エンジン出力増大制御をt2時点で開始することで、排気エミッションの低減及び触媒暖機の早期完了のバランスを最適にできる。 Further, according to the present embodiment, the engine output increase control is started later than the time point t2a, so that the deterioration of exhaust emission due to the engine output increase control can be reduced. If the engine output increase control is started earlier than the time point t2 contrary to the present embodiment, the time to reach the discharge start temperature is advanced, and a sufficient amount of HC adsorbed by the adsorbent 32 cannot be secured. On the other hand, if engine output increase control is started later than the time point t2, completion of catalyst warm-up will be delayed. In short, in the present embodiment, the engine output increase control is started at time t2, so that the balance between the reduction of exhaust emission and the early completion of catalyst warm-up can be optimized.
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、駆動負荷増大制御として発電量増大制御を実施している。つまり、エンジン出力増大制御による出力増大分を、モータジェネレータ27(内燃機関の出力により駆動する機器)により発電して電力に変換し、その発電電力をバッテリ26に充電させている。これに対し本実施形態では、駆動負荷増大制御として、以下に説明する蓄冷量増大制御を実施している。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the power generation amount increase control is performed as the drive load increase control. That is, the output increase due to the engine output increase control is generated by the motor generator 27 (device driven by the output of the internal combustion engine) and converted into electric power, and the generated electric power is charged in the battery 26. On the other hand, in this embodiment, the cold storage amount increase control described below is performed as the drive load increase control.
図6は、本実施形態にかかるエンジン制御システム全体の概略構成を説明する図であり、図6に示す車両には、エンジン出力を駆動源とするコンプレッサ50(内燃機関の出力により駆動する機器)を備えた空調装置が搭載されている。上記コンプレッサ50は、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出するものである。
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of the entire engine control system according to the present embodiment. The vehicle shown in FIG. 6 includes a compressor 50 (device driven by the output of the internal combustion engine) that uses the engine output as a drive source. An air conditioner equipped with is installed. The
上記コンプレッサ50は、これが備える電磁駆動式のコントロールバルブ(CV50a)の通電操作によって冷媒の吐出容量を連続的に可変設定可能な可変容量型圧縮機であり、エンジン11のクランク軸の回転動力がコンプレッサ50に伝達される状況下、CV50aへの通電操作により上記吐出容量が調節される。なお、以下の説明では、上記吐出容量が0より大きくなる状態をコンプレッサ50が駆動されるものとし、上記吐出容量が0となる状態をコンプレッサ50が停止されるものとする。
The
コンプレッサ50により圧縮された冷媒は、コンデンサ51にて外気と熱交換して冷却され、その後レシーバ52にて気液分離される。レシーバ52内の液冷媒は膨張弁53で急激に膨張した後、エバポレータ54(蒸発器)にて蒸発する。そして、DCモータ等によって回転駆動される送風ファン55から送風された空気は、エバポレータ54内の冷媒と熱交換することで冷却された後、冷風として車室内へ送風される。
The refrigerant compressed by the
また、エバポレータ54は、その内部に封入される蓄冷剤54a(例えばパラフィン)を有しており、エバポレータ54内で蒸発した冷媒により蓄冷剤54aを冷却することで、蓄冷(蓄熱)可能に構成されている。詳しくは、コンプレッサ50が駆動されることでエバポレータ54に供給された冷媒と蓄冷剤54aとの熱交換によって、冷媒の熱がエバポレータ54に蓄えられる。その後、コンプレッサ50が停止される状況下、送風ファン55から送風された空気と蓄冷剤54aとが熱交換することにより、上記送風された空気が冷却され、冷却された空気が車室内へと送られることで車室内を冷房することが可能となる。
Further, the
本実施形態では、このように蓄冷可能な空調装置を採用し、エンジン出力増大制御を実施する時には、CV50aにより吐出容量を増大させ(例えば吐出容量を最大にし)つつ、送風ファン55の作動を停止させる(蓄冷量増大制御)。これにより、エンジン出力増大制御による出力増大分でコンプレッサ50を駆動させて蓄冷剤54aにて蓄冷させることができ、車室内に冷風を送風させることが要求される時には、送風ファン55を作動させて蓄冷剤54aにより送風空気を冷却する。
In the present embodiment, the air conditioner capable of accumulating in this way is adopted, and when the engine output increase control is performed, the discharge capacity is increased by the CV 50a (for example, the discharge capacity is maximized) and the operation of the
なお、エバポレータ54の温度が設定温度以下になると、エバポレータ54の外表面に付着している水分が凍結(フロスト)し、熱交換効率が著しく低下してしまう。そこで、このようなフロストを防止すべく、エバポレータ54の温度(或いは、エバポレータ54の下流側の空気温度)が所定温度以下になると、CV50aにより吐出容量を低下させる。このようなフロスト防止制御を実施することで、エンジン出力増大制御を実施している最中であってもコンプレッサ50を駆動できない場合がある。このように蓄冷ができない場合には、図3のステップS17での肯定判定と同様にしてエンジン出力増大制御を禁止し、図3のステップS19と同様にして点火遅角による触媒暖機を実施させることが望ましい。
Note that when the temperature of the
以上により、発電量増大制御に替えて蓄冷量増大制御を実施する本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の効果が発揮される。 As described above, the same effects as those of the first embodiment are also exhibited by the present embodiment in which the cold storage amount increase control is performed instead of the power generation amount increase control.
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.
・図3のステップS19を実施するにあたり、充電可能量分だけ出力増大制御及び発電量増大制御を実施しつつ、点火遅角制御を実施するようにしてもよい。これによれば、出力増大制御及び発電量増大制御を全く実施しない図3の場合に比べて、点火遅角量を抑制して燃費悪化を抑制できる。 In performing step S19 in FIG. 3, the ignition retard control may be performed while the output increase control and the power generation increase control are performed by the chargeable amount. According to this, compared with the case of FIG. 3 in which the output increase control and the power generation amount increase control are not performed at all, it is possible to suppress the ignition retard amount and suppress the deterioration of fuel consumption.
・上記各実施形態では、熱回収器40において、ラジエータ20を流通するエンジン冷却水と排ガスとを熱交換させているが、エンジン冷却水を、他の熱媒体と熱交換させ、前記他の熱媒体と排ガスとを熱交換させるようにしてもよい。この場合の熱回収増大制御では、エンジン冷却水の循環流量を増大させてもよいし、他の熱媒体を循環させる電動ポンプによる循環流量を増大させるようにしてもよいし、両循環流量を増大させてもよい。
In each of the above embodiments, in the
・図1に示す実施形態では、流量調整バルブ41の開度を制御することで熱回収増大制御を実施しているが、例えば、排ガスが熱回収器40をバイパスして流通するバイパス通路を排気管16に形成し、排ガスの流通経路をバイパス通路及び熱回収器40のいずれかに切り替える切替バルブを設けるようにしてもよい。この場合、切替バルブの作動を制御して、バイパス通路へ排ガスを流通させる状態から熱回収器40へ排ガスを流通させる状態に切り替えることで、熱回収増大制御を実施すればよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the heat recovery increase control is performed by controlling the opening degree of the flow
・上記各実施形態では、熱回収量調整手段として流量調整バルブ41を設けているが、ウォータポンプ24が電動モータにより駆動されるエンジンにおいては、ウォータポンプ24の回転速度を可変制御することで循環流量を調整できるようになるため、この場合には流量調整バルブ41を廃止して、ウォータポンプ24の作動を制御することで熱回収器40への循環流量を調整するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the flow
・図1に示す実施形態では、排気管16のうち熱回収器40の上流側部分に排ガス温度センサ42を設けて、排ガス入口温度Texから触媒温度Tc及び吸着材温度Taを推定して制御しているが、このような温度センサを浄化装置30に設けて、触媒33の温度を直接検出するようにしてもよい。或いは、排ガス温度センサ42を熱回収器40の下流側に配置して、当該排ガス温度センサ42による検出値、冷却水の循環流量及びエンジン11の運転状態に基づき触媒温度Tc及び吸着材温度Taを推定するようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, an exhaust
・上記各実施形態では、吸着材32と触媒33とを一体に構成した浄化装置30を採用しているが、本発明の実施にあたり、吸着材32と触媒33とを別体に構成してもよい。この場合、吸着材を触媒の上流側に配置させることで、吸着材の雰囲気温度を触媒の雰囲気温度よりも高くさせておくことが望ましい。これによれば、吸着材温度が放出温度T1に達した時点から触媒が活性化温度T2に達するまでの時間(吸着も酸化もできていない時間)を短くできる。
In each of the above embodiments, the
・上記第2実施形態では、モータ機能と発電機能とを有するモータジェネレータ27を電動モータとして採用しているが、発電機能を有していない電動モータを採用してもよい。
In the second embodiment, the
・上記各実施形態では、浄化対象となる排ガス中の特定成分がHCであり、このHCを吸着/酸化させる吸着材/触媒に本発明を適用させているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、例えばリーンバーンのガソリンエンジンやディーゼルエンジンの場合において、排ガス中のNOxを特定成分として吸着させる吸着材、及びそのNOxを還元させる触媒に本発明を適用させてもよい。 In each of the above embodiments, the specific component in the exhaust gas to be purified is HC, and the present invention is applied to the adsorbent / catalyst that adsorbs / oxidizes this HC, but the present invention is limited to this. It is not a thing. For example, in the case of a lean burn gasoline engine or diesel engine, the present invention may be applied to an adsorbent that adsorbs NOx in exhaust gas as a specific component and a catalyst that reduces the NOx.
27…モータジェネレータ(内燃機関の出力により駆動する機器)、32…吸着材、33…触媒、40…熱回収器、50…コンプレッサ(内燃機関の出力により駆動する機器)、S11,S12…判定手段、S13…熱回収減少制御手段、S14…出力増大要否判定手段、S17…発電力増大可否判定手段、S18…出力増大制御手段,駆動負荷増大制御手段(発電量増大制御手段)、T1…放出温度、T2…活性化温度。 27: motor generator (device driven by the output of the internal combustion engine), 32 ... adsorbent, 33 ... catalyst, 40 ... heat recovery device, 50 ... compressor (device driven by the output of the internal combustion engine), S11, S12 ... determination means , S13 ... heat recovery decrease control means, S14 ... output increase necessity determination means, S17 ... generated power increase enable / disable determination means, S18 ... output increase control means, drive load increase control means (power generation increase control means), T1 ... release Temperature, T2 ... Activation temperature.
Claims (3)
自身の温度が前記放出温度より高い活性化温度以上になると、前記吸着材から放出された前記特定成分を酸化又は還元する触媒と、
前記吸着材の上流側に配置され、排ガスと熱交換して排ガスから熱回収する熱回収器と、
前記吸着材の温度が前記放出温度以上であり、かつ、前記触媒の温度が前記活性化温度未満である暖機要求状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記暖機要求状態であると判定されている時に、暖機要求状態でないと判定されている時に比べて前記熱回収器による熱回収量を減少させる熱回収減少制御を実施する熱回収減少制御手段と、
前記暖機要求状態であると判定されている時に、暖機要求状態でないと判定されている時に比べて前記内燃機関の出力を増大させる出力増大制御を実施する出力増大制御手段と、
前記暖機要求状態であると判定されている時に、暖機要求状態でないと判定されている時に比べて、前記内燃機関の出力により駆動する機器の駆動負荷を増大させる駆動負荷増大制御を実施する駆動負荷増大制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。 An adsorbent that adsorbs a specific component in the exhaust gas of an internal combustion engine when its temperature is lower than the release temperature, and releases the adsorbed specific component when its temperature is equal to or higher than the release temperature;
A catalyst that oxidizes or reduces the specific component released from the adsorbent when its temperature is higher than an activation temperature higher than the release temperature;
A heat recovery device that is disposed upstream of the adsorbent and heat-exchanges with the exhaust gas to recover heat from the exhaust gas;
Determining means for determining whether or not the adsorbent is in a warm-up request state in which the temperature of the adsorbent is equal to or higher than the release temperature and the temperature of the catalyst is lower than the activation temperature;
Heat recovery reduction control means for performing heat recovery reduction control for reducing the amount of heat recovery by the heat recovery device when it is determined that the warm-up request state is determined, compared to when it is determined that the warm-up request state is not required When,
Output increase control means for performing output increase control for increasing the output of the internal combustion engine when it is determined that the warm-up request state is determined, compared to when it is determined that the warm-up request state is not determined;
When it is determined that the warm-up request state is determined, drive load increase control is performed to increase the drive load of the device driven by the output of the internal combustion engine, compared to when it is determined that the warm-up request state is not determined. Drive load increase control means;
An exhaust gas purification apparatus comprising:
前記出力増大要否判定手段により前記熱エネルギを所定値以上確保できないと判定されたことを条件として、前記出力増大制御を実施することを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化装置。 Whether or not the heat energy supplied to the catalyst can be secured to a predetermined value or more by performing the heat recovery decrease control without performing the output increase control when it is determined that the warm-up request state is established. An output increase necessity judging means for judging,
2. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the output increase control is performed on condition that the output energy necessity determination unit determines that the thermal energy cannot be secured above a predetermined value.
バッテリの充電状態が、前記出力増大制御による出力増大分により前記発電機で発電された電力を充電可能な状態であるか否かを判定する発電力増大可否判定手段を備え、
前記出力増大分により発電された電力を充電可能な状態であると判定されたことを条件として、前記出力増大制御を実施することを特徴とする請求項1又は2に記載の排ガス浄化装置。 The device is a generator that generates power by being driven by the output of the internal combustion engine,
A power generation increase / decrease determination unit that determines whether or not the state of charge of the battery is a state in which the power generated by the generator can be charged by the output increase by the output increase control;
3. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the output increase control is performed on the condition that it is determined that the power generated by the output increase can be charged. 4.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010065345A JP2011196289A (en) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Exhaust emission control device |
| DE102010042290A DE102010042290A1 (en) | 2009-10-12 | 2010-10-11 | Emissions control system with a heat recovery device |
| US12/902,498 US8607552B2 (en) | 2009-10-12 | 2010-10-12 | Emission control system with heat recovery device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010065345A JP2011196289A (en) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Exhaust emission control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011196289A true JP2011196289A (en) | 2011-10-06 |
Family
ID=44874816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010065345A Pending JP2011196289A (en) | 2009-10-12 | 2010-03-22 | Exhaust emission control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011196289A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150105957A1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | Denso Corporation | Vehicle control device |
| JP2016070071A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine control system |
| WO2016190092A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine control device |
| CN112648092A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-13 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid vehicle and control method thereof |
| JP2025015052A (en) * | 2023-07-20 | 2025-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | Treatment method for three-way catalyst, control device for vehicle and control program for vehicle |
-
2010
- 2010-03-22 JP JP2010065345A patent/JP2011196289A/en active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150105957A1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | Denso Corporation | Vehicle control device |
| US9469291B2 (en) * | 2013-10-11 | 2016-10-18 | Denso Corporation | Vehicle control device |
| JP2016070071A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine control system |
| WO2016190092A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine control device |
| JP2016223312A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine controller |
| CN107532525A (en) * | 2015-05-28 | 2018-01-02 | 日立汽车系统株式会社 | Engine controller |
| EP3306059A4 (en) * | 2015-05-28 | 2019-01-02 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Engine control device |
| CN112648092A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-13 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid vehicle and control method thereof |
| JP2021059292A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle and control method for the same |
| JP7156233B2 (en) | 2019-10-09 | 2022-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle and its control method |
| US11628819B2 (en) | 2019-10-09 | 2023-04-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle and control method thereof |
| JP2025015052A (en) * | 2023-07-20 | 2025-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | Treatment method for three-way catalyst, control device for vehicle and control program for vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8607552B2 (en) | Emission control system with heat recovery device | |
| JP5545284B2 (en) | Air conditioning control device for vehicles | |
| JP4710865B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| CN101605683B (en) | Catalyst temperature raising device for hybrid vehicle | |
| WO2010026662A1 (en) | Vehicular control device | |
| JP2000274227A (en) | Exhaust gas purification control device for hybrid vehicles | |
| JP2004332596A (en) | Thermoelectric generating set | |
| JP2011196289A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP2012171520A (en) | Control device of electric vehicle | |
| JPH10238339A (en) | Engine exhaust purification device | |
| WO2017018220A1 (en) | Engine brake system and method for controlling engine brake | |
| JPH07243324A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| US10746117B2 (en) | Vehicle control device | |
| JPH09125939A (en) | Exhaust system for hybrid vehicle | |
| JPH09158715A (en) | Electric heating catalyst energization control device | |
| JP2011196290A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP5229181B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JP5382188B2 (en) | Vehicle control device | |
| JP2008002376A (en) | Engine system for hybrid vehicles | |
| JP2020196317A (en) | Control device | |
| JP2009257153A (en) | Control device of exhaust heat recovery equipment | |
| JP2001317384A (en) | Internal combustion engine control device for hybrid vehicle | |
| JP4258871B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JP2022140939A (en) | Exhaust processing apparatus | |
| JP7539302B2 (en) | Vehicle control method and vehicle control device |