JP5652292B2 - Regenerative system - Google Patents
Regenerative system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5652292B2 JP5652292B2 JP2011072400A JP2011072400A JP5652292B2 JP 5652292 B2 JP5652292 B2 JP 5652292B2 JP 2011072400 A JP2011072400 A JP 2011072400A JP 2011072400 A JP2011072400 A JP 2011072400A JP 5652292 B2 JP5652292 B2 JP 5652292B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- power
- regeneration
- temperature
- filter
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、回生システムに関する。 The present invention relates to a regeneration system.
フィルタよりも上流側に電気加熱式触媒を備え、該フィルタの温度を上昇させて該フィルタから粒子状物質(以下、PMともいう。)を除去することができる。このようにフィルタからPMを除去することをフィルタの再生という。そして、フィルタの再生中に内燃機関の低負荷運転が継続したときに、電気加熱式触媒へ電力を供給しつつ該電気加熱式触媒へ燃料を添加することで排気の温度を上昇させ、フィルタの温度を上昇させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 An electrically heated catalyst is provided upstream of the filter, and the temperature of the filter can be raised to remove particulate matter (hereinafter also referred to as PM) from the filter. This removal of PM from the filter is referred to as filter regeneration. Then, when the low-load operation of the internal combustion engine continues during regeneration of the filter, the temperature of the exhaust gas is raised by adding fuel to the electrically heated catalyst while supplying power to the electrically heated catalyst, A technique for increasing the temperature is known (see, for example, Patent Document 1).
しかし、電気加熱式触媒へ電力を供給することにより、バッテリの残容量(SOC)が小さくなる。このため、バッテリへ充電する必要が生じて、燃費が悪化する虞がある。ここで、バッテリの残容量に応じてバッテリの充電のし易さ(充電受入性)が変わるため、バッテリの状態によって、回生時に充電される電力が変わる。また、回生時に発電される電力量も、システムの状態によって変わる。すなわち、回生時の効率が低下する虞がある。さらに、フィルタの再生中に減速状態となると、触媒が過熱する虞があるため、吸気通路に設けられているスロットルが開かれることがある。このようにスロットルが開かれると、温度の低い排気がフィルタを通過するため、フィルタの温度が過度に低下する虞がある。そして、フィルタの温度を再度上昇させようとすると、フィルタの再生に時間がかかると共に、多くの燃料及び多くの電力を必要とするため、燃費が悪化する虞がある。 However, supplying electric power to the electrically heated catalyst reduces the remaining capacity (SOC) of the battery. For this reason, it is necessary to charge the battery, and there is a risk that the fuel efficiency will deteriorate. Here, since the ease of charging of the battery (charge acceptability) changes according to the remaining capacity of the battery, the power charged during regeneration changes depending on the state of the battery. In addition, the amount of power generated during regeneration varies depending on the state of the system. That is, the efficiency during regeneration may be reduced. Furthermore, if the engine is decelerated during regeneration of the filter, the catalyst may be overheated, so the throttle provided in the intake passage may be opened. When the throttle is opened in this manner, exhaust gas having a low temperature passes through the filter, so that the temperature of the filter may be excessively lowered. If the temperature of the filter is increased again, it takes time to regenerate the filter, and a large amount of fuel and a large amount of electric power are required.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回生の効率をより高くすることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to increase the efficiency of regeneration.
上記課題を達成するために本発明による回生システムは、
運動エネルギを電気エネルギに変換することで電力を発生させる発電機と、
前記電力を蓄えるバッテリと、
前記発電機により電力を発生させることで運動エネルギを減少させると共に、該電力をバッテリに蓄えさせる回生制御手段と、
内燃機関の排気通路に備えられ排気を浄化する排気浄化装置と、
電力の供給により発熱して前記排気浄化装置の温度を上昇させる発熱体と、
前記排気浄化装置の温度を上昇させることで該排気浄化装置の能力を回復させる再生手段と、
前記再生手段により前記排気浄化装置の浄化能力が回復されているときであって、且つ、前記回生制御手段により電力をバッテリに蓄えさせているときに、前記発熱体に電力を
供給する減速時制御手段と、
を備える。
To achieve the above object, the regenerative system according to the present invention provides:
A generator that generates electric power by converting kinetic energy into electrical energy;
A battery for storing the power;
Regenerative control means for reducing kinetic energy by generating electric power with the generator and storing the electric power in a battery;
An exhaust purification device for purifying exhaust gas provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A heating element that generates heat by supplying electric power and raises the temperature of the exhaust purification device;
Regeneration means for recovering the ability of the exhaust purification device by raising the temperature of the exhaust purification device;
Deceleration control for supplying power to the heating element when the purification capability of the exhaust gas purification device is restored by the regeneration means and when the regeneration control means stores power in the battery Means,
Is provided.
排気浄化装置は、たとえば、排気中のPMを捕集するフィルタを挙げることができる。このフィルタは、排気の温度を上昇させることでPMを酸化させて除去することができる。この場合、再生手段は、フィルタの再生を行う。また、排気浄化装置には、排気中のNOxを吸蔵する吸蔵還元型NOx触媒(以下、NOx触媒という。)を挙げることができる
。NOx触媒には燃料に含まれる硫黄成分もNOxと同様に吸蔵される。このように吸蔵された硫黄成分はNOxよりも放出されにくく、NOx触媒内に蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒によりNOx触媒でのNOx浄化率が低下するため、適宜の時期に硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復処理を施す必要がある。この硫黄被毒回復処理は、NOx触媒を高温にし、且つ理論空燃比またはリッチ空燃比の排気をNOx触媒に流通させて行われる。この場合、再生手段は、硫黄被毒回復を行う。なお、再生手段は、発熱体により排気浄化装置の温度を上昇させてもよいし、発熱体を用いずに排気浄化装置の温度を上昇させてもよい。
Examples of the exhaust purification device include a filter that collects PM in the exhaust. This filter can oxidize and remove PM by raising the temperature of the exhaust. In this case, the reproducing means performs filter regeneration. Further, the exhaust purification device can include an NOx storage reduction catalyst (hereinafter referred to as NOx catalyst) that stores NOx in the exhaust. In the NOx catalyst, sulfur components contained in the fuel are also occluded in the same manner as NOx. The sulfur component occluded in this way is less likely to be released than NOx and accumulates in the NOx catalyst. This is called sulfur poisoning. Since the NOx purification rate of the NOx catalyst is reduced by this sulfur poisoning, it is necessary to perform a sulfur poisoning recovery process for recovering from sulfur poisoning at an appropriate time. This sulfur poisoning recovery process is performed by raising the temperature of the NOx catalyst and flowing exhaust gas having a stoichiometric or rich air-fuel ratio to the NOx catalyst. In this case, the regeneration means performs sulfur poisoning recovery. Note that the regeneration means may increase the temperature of the exhaust gas purification device with a heating element, or may increase the temperature of the exhaust gas purification device without using the heating element.
発熱体は、排気浄化装置の上流側の排気通路に備えられていてもよく、排気浄化装置と一体化していてもよい。また、発熱体に触媒を担持していてもよい。発熱体に触媒を担持させることで排気浄化装置としてもよい。さらに、発熱体にフィルタの機能をもたせてもよい。発熱体にフィルタの機能を持たせることで排気浄化装置としてもよい。発熱体に触媒を担持し、該発熱体に通電するときに、該発熱体の上流側から還元剤を供給して発熱させてもよい。 The heating element may be provided in an exhaust passage on the upstream side of the exhaust purification device, or may be integrated with the exhaust purification device. Further, a catalyst may be supported on the heating element. An exhaust gas purification device may be provided by supporting a catalyst on the heating element. Further, the heating element may have a filter function. It is good also as an exhaust gas purification device by giving a heat generating body the function of a filter. When a catalyst is supported on the heating element and the heating element is energized, a reducing agent may be supplied from the upstream side of the heating element to generate heat.
回生制御手段は、たとえば、内燃機関の減速時、または該内燃機関が搭載される車両の減速時において、発電機による発電を行い、且つ、バッテリに充電する。 The regenerative control means, for example, generates power by the generator and charges the battery when the internal combustion engine is decelerated or when the vehicle on which the internal combustion engine is mounted is decelerated.
ここで、再生手段により排気浄化装置の能力の回復が行われているときに、途中で排気浄化装置の温度が低下してしまうと、温度を再度上昇させるために多くのエネルギを必要とするため、燃費が悪化する。これに対し、発熱体に電力を供給することにより、排気浄化装置の温度が低下することを抑制できる。これにより、燃費の悪化を抑制できる。 Here, when the performance of the exhaust gas purification device is being restored by the regeneration means, if the temperature of the exhaust gas purification device falls halfway, a large amount of energy is required to raise the temperature again. , Fuel consumption worsens. On the other hand, it can suppress that the temperature of an exhaust gas purification device falls by supplying electric power to a heat generating body. Thereby, deterioration of fuel consumption can be suppressed.
また、回生制御手段によりバッテリを充電するときには、充電のみ行うよりも、それと同時に放電を行うほうが、抵抗が低減するために、回生時に発生する電力量(以下、回生電力量ともいう。)が大きくなる。これにより、回生の効率が高くなる。すなわち、回生制御手段により電力をバッテリに蓄えさせるのと、発電機またはバッテリから発熱体へ電力を供給するのと、を同時に行うほうが、別々に行うよりも、回生の効率が高くなる。 In addition, when the battery is charged by the regenerative control means, the electric power generated during the regeneration (hereinafter also referred to as the regenerative power amount) is larger when discharging at the same time than when charging only, because the resistance is reduced. Become. This increases the efficiency of regeneration. That is, the efficiency of regeneration is higher when the power is stored in the battery by the regenerative control means and when the power is supplied from the generator or the battery to the heating element at the same time, rather than separately.
したがって、再生手段により排気浄化装置の浄化能力が回復されているときであって、且つ、回生制御手段により電力をバッテリに蓄えさせているときに、発熱体に電力を供給すると、排気浄化装置の温度低下を抑制しつつ、回生電力量を増加させることができる。これにより、回生の効率を高くすることができる。また、排気浄化装置の温度低下を抑制することで、該排気浄化装置の能力を回復させるために要する時間を短縮することができるので、システム全体としてのエネルギの消費量を低減させることができる。このため、燃費を向上させることができる。 Therefore, when power is supplied to the heating element when the purification capability of the exhaust purification device is recovered by the regeneration means and when the power is stored in the battery by the regeneration control means, The regenerative electric energy can be increased while suppressing the temperature drop. Thereby, the efficiency of regeneration can be increased. In addition, by suppressing the temperature reduction of the exhaust purification device, it is possible to shorten the time required to restore the capacity of the exhaust purification device, so that the energy consumption of the entire system can be reduced. For this reason, fuel consumption can be improved.
また、本発明においては、電力を供給することで発熱して前記内燃機関の温度を上昇させるヒータと、
前記内燃機関の冷間時において、前記減速時制御手段により発熱体に電力を供給するときには、前記ヒータへの電力の供給を禁止する禁止手段と、
を備えることができる。
Further, in the present invention, a heater that generates heat by supplying electric power and raises the temperature of the internal combustion engine;
In the cold state of the internal combustion engine, when supplying power to the heating element by the deceleration control means, prohibiting means for prohibiting the supply of power to the heater;
Can be provided.
ヒータは、たとえば内燃機関の潤滑油の温度を上昇させることにより、内燃機関の温度を上昇させる。また、内燃機関の冷却水の温度を上昇させることにより、内燃機関の温度を上昇させてもよい。内燃機関の冷間時において、該内燃機関の温度を上昇させることにより、燃費を向上させることができる。しかし、禁止手段は、減速時制御手段により発熱体に電力を供給するときには、ヒータへの電力の供給を禁止する。そうすると、その分、燃費が悪化し得るが、その分、排気の温度が上昇する。そして、ヒータへの電力の供給を禁止することにより、発熱体への電力の供給量を増加させることができる。これにより、排気浄化装置の浄化能力の回復に要する時間を短縮させることができるので、システム全
体としては燃費を向上させることができる。すなわち、ヒータへ電力を供給することによる燃費の向上よりも、排気浄化装置の浄化能力の回復を速やかに完了することによる燃費の向上のほうが大きいため、排気浄化装置の浄化能力の回復を優先させることで、燃費を向上させることができる。
The heater increases the temperature of the internal combustion engine, for example, by increasing the temperature of the lubricating oil of the internal combustion engine. Further, the temperature of the internal combustion engine may be increased by increasing the temperature of the cooling water of the internal combustion engine. When the internal combustion engine is cold, the fuel efficiency can be improved by increasing the temperature of the internal combustion engine. However, the prohibiting means prohibits the supply of power to the heater when supplying power to the heating element by the deceleration control means. As a result, the fuel consumption can be deteriorated by that amount, but the temperature of the exhaust gas is increased accordingly. Then, by prohibiting the supply of power to the heater, the amount of power supplied to the heating element can be increased. As a result, the time required for recovery of the purification capability of the exhaust emission control device can be shortened, so that the fuel efficiency of the entire system can be improved. That is, since the improvement in fuel efficiency by completing the recovery of the exhaust purification device quickly is greater than the improvement in fuel consumption by supplying electric power to the heater, priority is given to recovery of the purification capability of the exhaust purification device . Thus, fuel consumption can be improved.
本発明によれば、回生の効率をより高くすることができる。 According to the present invention, the efficiency of regeneration can be further increased.
以下、本発明に係る回生システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the regeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒を有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders.
内燃機関1には、排気通路2が接続されている。この排気通路2の途中には、電気加熱式触媒3が備えられている。
An
電気加熱式触媒3は、電気抵抗となって、通電により発熱する材質の触媒担体に、酸化機能を有する触媒が担持されている。触媒担体は、排気の流れる方向に伸び且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。この通路を排気が流通する。また、触媒は、たとえば酸化触媒、三元触媒、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元
型NOx触媒などを挙げることができる。なお、本実施例においては電気加熱式触媒3が
、本発明における発熱体に相当する。また、発熱体よりも下流側に触媒を備えることで電気加熱式触媒3としてもよい。
In the electrically heated catalyst 3, a catalyst having an oxidation function is supported on a catalyst carrier made of a material that generates electrical resistance and generates heat when energized. The catalyst carrier has a plurality of passages that extend in the direction in which the exhaust flows and whose cross section perpendicular to the direction in which the exhaust flows forms a honeycomb. Exhaust gas flows through this passage. Examples of the catalyst include an oxidation catalyst, a three-way catalyst, an occlusion reduction type NOx catalyst, and a selective reduction type NOx catalyst. In this embodiment, the electrically heated catalyst 3 corresponds to the heating element in the present invention. Moreover, it is good also as the electric heating type catalyst 3 by providing a catalyst downstream from a heat generating body.
そして、電気加熱式触媒3よりも下流側の排気通路2には、排気中のPMを捕集するフィルタ4が備えられている。このフィルタ4には、たとえば酸化触媒、三元触媒、吸蔵還
元型NOx触媒、選択還元型NOx触媒などを担持していてもよい。なお、本実施例においてはフィルタ4が、本発明における排気浄化装置に相当する。また、電気加熱式触媒3とフィルタ4とを一体化させてもよい。電気加熱式触媒3の触媒担体にフィルタ4の機能を持たせてもよい。
The
また、電気加熱式触媒3よりも上流側の排気通路2には、排気中に還元剤を噴射する噴射弁5が取り付けられている。噴射弁5は、後述するECU10からの信号により開弁して排気中へ還元剤を噴射する。還元剤には、たとえば内燃機関1の燃料(軽油)が用いられるが、これに限らない。
Further, an injection valve 5 for injecting a reducing agent into the exhaust gas is attached to the
噴射弁5から排気通路2内へ噴射された燃料は、電気加熱式触媒3において反応する。このときに発生する熱によりフィルタ4の温度を上昇させることができる。なお、噴射弁5から噴射させる還元剤量は、たとえば内燃機関1の運転状態(機関回転数及び燃料噴射量)に基づいて決定される。還元剤量と機関回転数と機関負荷との関係は予めマップ化しておくことができる。
The fuel injected from the injection valve 5 into the
また、内燃機関1から未燃燃料を排出させることで還元剤を供給することもできる。すなわち、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁を備え、該筒内噴射弁から主噴射を行なった後の膨張行程中若しくは排気行程中に再度燃料を噴射する副噴射(ポスト噴射)を行なったり、筒内噴射弁からの燃料噴射時期を遅らせたりすることにより、内燃機関1から還元剤を多く含むガスを排出させることもできる。なお、還元剤を用いることなく、電気加熱式触媒3に通電することでフィルタ4の温度を上昇させることもできる。
The reducing agent can also be supplied by discharging unburned fuel from the internal combustion engine 1. That is, an in-cylinder injection valve for injecting fuel into the cylinder is provided, and sub-injection (post-injection) for injecting fuel again during the expansion stroke or exhaust stroke after performing main injection from the in-cylinder injection valve is performed. Alternatively, by delaying the fuel injection timing from the in-cylinder injection valve, the gas containing a large amount of reducing agent can be discharged from the internal combustion engine 1. Note that the temperature of the
また、フィルタ4よりも下流の排気通路2には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ6及び排気の温度を検出する温度センサ7が取り付けられている。
Further, an air-
また、内燃機関1には、発電機20が設けられている。この発電機20は、内燃機関1のクランクシャフトから運動エネルギを得て発電を行う。発電機20は、電線を介してバッテリ21およびバッテリ31に接続されている。また、発電機20及びバッテリ21は、電線を介して電気加熱式触媒3に接続されている。そして、発電機20、バッテリ21、バッテリ31、および電気加熱式触媒3は、夫々電気的に接地されている。バッテリ21は、たとえば起電力36ボルトのバッテリとしてもよい。また、起電力12ボルトのバッテリを、3個直列に接続してバッテリ21としてもよい。一方、バッテリ31は、起電力12ボルトのバッテリである。夫々のバッテリ21,31には、電気的な負荷が接続される。そして、バッテリ21の電気的な負荷として電気加熱式触媒3が接続される。なお、バッテリの数および起電力はこれらに限らない。また、バッテリ31はなくてもよい。
The internal combustion engine 1 is provided with a
そして、発電機20から、電気加熱式触媒3及びバッテリ21,31に向かう電線の途中には、第一スイッチ22が設けられている。この第一スイッチ22は、発電機20をバッテリ21またはバッテリ31の何れか一方に接続させる。すなわち、第一スイッチ22がONのときには、バッテリ21に電力が供給され、バッテリ31には電力が供給されない。一方、第一スイッチ22がOFFのときには、バッテリ31に電力が供給され、バッテリ21及び電気加熱式触媒3には電力が供給されない。そして、第一スイッチ22のON−OFFに合わせて、後述するECU10により発電機20の電圧が変更される。一方、発電機20及びバッテリ21から、電気加熱式触媒3へ向かう電線の途中には、第二スイッチ23が設けられている。第二スイッチ23は、ONのときに電気を通し、OFFのときに電気を通さない。第二スイッチ23がOFFのときには、発電機20からの電力、及び、バッテリ21からの電力が、電気加熱式触媒3に供給されない。
A
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御
ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御する。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
また、ECU10には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル11を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ12、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ13が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU10に入力されるようになっている。
In addition to the above sensors, the
一方、ECU10には、噴射弁5、発電機20、第一スイッチ22、第二スイッチ23が電気配線を介して接続されており、該ECU10によりこれらの機器が制御される。たとえば、内燃機関1または該内燃機関1が搭載される車両の減速時には、第一スイッチ22をONとしつつ発電機20に発電を行わせる回生制御を行う。この回生制御によりバッテリ21に充電される。また、減速時に第一スイッチ22をOFFとしつつ発電機20により発電を行わせることで、バッテリ31に充電されることもできる。そして、ECU10は、第一スイッチ22のON−OFFに合わせて、発電機20の電圧を変更する。なお、本実施例では回生制御を行うECU10が、本発明における回生制御手段に相当する。
On the other hand, the injection valve 5, the
そして、本実施例においては噴射弁5から還元剤を供給することにより、電気加熱式触媒3で還元剤を反応させ、この反応熱によりフィルタ4の温度を上昇させる。そして、フィルタ4の温度を、PMが酸化される温度まで上昇させることにより、フィルタ4からPMを除去する。すなわち、フィルタ4の再生を行う。このときに、空燃比センサ6により検出される空燃比に基づいて、噴射弁5から噴射する還元剤量をフィードバック制御してもよい。また、温度センサ7により検出される排気の温度に基づいて、噴射弁5から噴射する還元剤量をフィードバック制御してもよい。なお、本実施例においてはフィルタ4の再生を行うECU10が、本発明における再生手段に相当する。
In this embodiment, the reducing agent is supplied from the injection valve 5 to cause the reducing agent to react with the electrically heated catalyst 3, and the temperature of the
フィルタ4の再生は、該フィルタ4に捕集されているPM量が所定量に達したときに行われる。たとえば、フィルタ4に流入するPM量と機関回転数及び機関負荷とは相関関係にあるため、機関回転数及び機関負荷から算出されるPM量を積算しておき、該積算値が所定量に達したときにフィルタ4の再生を行う。また、フィルタ4よりも上流側と下流側との差圧を測定し、該差圧が閾値に達した場合にフィルタ4の再生を行ってもよい。さらに、所定の距離を走行する毎にフィルタ4の再生を行ってもよい。
The regeneration of the
なお、フィルタ4の再生時に電気加熱式触媒3が活性状態にない場合には、該電気加熱式触媒3へ電力を供給する。これにより、電気加熱式触媒3の温度を上昇させて活性化させることができる。そして、電気加熱式触媒3が活性化した後、噴射弁5から還元剤を噴射する。
In addition, when the electric heating catalyst 3 is not in an active state when the
また、本実施例では、フィルタ4の再生中に、内燃機関1または該内燃機関1を搭載する車両が減速状態となった場合には、電気加熱式触媒3へ電力を供給する。そうすると、減速時にフィルタ4に流入する排気の温度が低下することを抑制できる。さらに、回生により得られる電力量を増加させることができるので、回生の効率を向上させることができる。
In the present embodiment, when the internal combustion engine 1 or the vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted is decelerated during regeneration of the
ここで、バッテリ21の放電時期と充電時期とが、バッテリ21の残容量(SOC)および回生により得られる電力量(回生電力量)に与える影響について考える。図2は、減速よりも約300秒前に、バッテリ21の放電を行ったときのバッテリ21の残容量(SOC)及び機関回転数の推移を示したタイムチャートである。図3は、減速の直前に、バッテリ21の放電を行ったときのバッテリ21の残容量(SOC)及び機関回転数の推移を示したタイムチャートである。図4は、減速の最中に、バッテリ21の放電を行ったと
きのバッテリ21の残容量(SOC)及び機関回転数の推移を示したタイムチャートである。夫々、「放電」で示される期間においてバッテリ21の放電が行われ、「充電」で示される期間においてバッテリ21の充電が行われている。放電は、たとえば電気加熱式触媒3に電力を供給することに相当する。また、充電は、減速時において発電機20により発電された電力を充電することに相当する。なお、SOCは、満充電容量(Ah)に対する残容量(Ah)の割合を示している。そして、図2,3,4は、機関回転数を同じように変化させている。また、放電時には、1kWの電力を25秒間放電している。
Here, the influence of the discharge timing and the charge timing of the
このように、図2,3,4では、放電される電力量が同じであるが、充電完了時のバッテリ21のSOCが異なる。また、SOCの上昇量も異なる。すなわち、充電完了時のSOCは、図4に示した場合が最も大きく、図2に示した場合が最も小さくなる。一方、充電時のSOCの上昇量は、図3に示した場合が最も大きい。
2, 3, and 4, the electric energy to be discharged is the same, but the SOC of the
ここで、図5は、図2,3,4の場合の夫々について回生により得られる電力量(回生電力量)を示した図である。Aは図2の場合、Bは図3の場合、Cは図4の場合を示している。図4の場合(C)には、充電時に同時に放電を行うことにより抵抗が低減するため、回生電力量が増加する。また、図2の場合(A)と図3の場合(B)とを比較すると、図3の場合のほうが、回生電力量が大きい。これは、充電の直前に放電が行われると、バッテリ21の電解液に濃度分布が生じるためと推測できる。
Here, FIG. 5 is a diagram showing the amount of electric power (regenerative electric energy) obtained by regeneration in each of the cases of FIGS. A shows the case of FIG. 2, B shows the case of FIG. 3, and C shows the case of FIG. In the case of FIG. 4 (C), the resistance is reduced by discharging simultaneously at the time of charging, so that the regenerative power amount increases. Further, when the case of FIG. 2 (A) and the case of FIG. 3 (B) are compared, the regenerative electric energy is larger in the case of FIG. It can be estimated that this is because, if discharging is performed immediately before charging, a concentration distribution is generated in the electrolytic solution of the
したがって、発電機20による回生電力量を増加させるためには、回生時に合わせて放電を行うとよい。すなわち、回生時に合わせて放電を行うことにより、回生効率を向上させることができる。また、バッテリ21の充電量を増加させるためには、バッテリ21の充電直前に放電を行うのがよい。すなわち、バッテリ21の充電直前に放電を行うことにより、充電受入性を高めることができる。
Therefore, in order to increase the amount of regenerative electric power generated by the
そこで、本実施例では、回生の効率を向上させるために、フィルタ4の再生時で且つ減速時に、電気加熱式触媒3に電力を供給する。これにより、触媒の温度低下の抑制が可能となり、フィルタ4の再生に要する時間を短くすることができる。また、回生電力量を増加させることができる。このため、システム全体として燃費を向上させることができる。
Therefore, in this embodiment, in order to improve the regeneration efficiency, electric power is supplied to the electrically heated catalyst 3 during regeneration of the
図6は、本実施例に係る制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に実行される。
FIG. 6 is a flowchart showing a control flow according to the present embodiment. This routine is executed every predetermined time by the
ステップS101では、フィルタ4の再生中であるか否か判定される。フィルタ4の再生中には、フィルタ4の温度をPMが酸化される温度まで上昇させている途中も含む。ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進み、否定判定がなされた場合には、ステップS104へ進む。
In step S101, it is determined whether or not the
ステップS102では、減速中であるか否か判定される。すなわち、回生による発電が可能であるか否か判定される。ステップS102で肯定判定がなされた場合にはステップS103へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS104へ進む。 In step S102, it is determined whether the vehicle is decelerating. That is, it is determined whether power generation by regeneration is possible. If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S104.
ステップS103では、発電機20により発電が行われ、このときの電力が電気加熱式触媒3及びバッテリ21へ供給される。すなわち、第一スイッチ22及び第二スイッチ23がONとされる。これにより、電気加熱式触媒3が発熱するので、フィルタ4の温度低下が抑制される。なお、本実施例においてはステップS103を処理するECU10が、本発明における減速時制御手段に相当する。
In step S <b> 103, power is generated by the
ステップS104では、電気加熱式触媒3への電力の供給が停止される。すなわち、第
一スイッチ22がONとされても、第二スイッチ23はOFFとされる。ただし、フィルタ4の再生中において電気加熱式触媒3が活性状態にない場合には、第二スイッチ23をONとして、該電気加熱式触媒3へ電力を供給してもよい。
In step S104, the supply of electric power to the electrically heated catalyst 3 is stopped. That is, even if the
以上説明したように本実施例によれば、回生電力量を増加させることができるため、回生時(発電時)の効率を向上させることができる。このため、燃費の悪化を抑制できる。また、フィルタ4の再生に要する時間を短くすることができるため、これによっても燃費の悪化を抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, the amount of regenerative power can be increased, so that the efficiency during regeneration (power generation) can be improved. For this reason, deterioration of fuel consumption can be suppressed. Moreover, since the time required for the regeneration of the
なお、本実施例では、フィルタ4に代えて吸蔵還元型NOx触媒を備えていてもよい。
この場合、本実施例に係るフィルタの再生を、吸蔵還元型NOx触媒の硫黄被毒回復に置
き換えれば、本実施例を同様にして適用することができる。
In the present embodiment, an NOx storage reduction catalyst may be provided in place of the
In this case, if the regeneration of the filter according to the present embodiment is replaced with the sulfur poisoning recovery of the NOx storage reduction catalyst, the present embodiment can be similarly applied.
図7は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1と異なる点について説明する。なお、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. Differences from the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and description is abbreviate | omitted.
本実施例では、電気的な負荷として、電気加熱式触媒3と並列にオイルヒータ24が接続されている。オイルヒータ24は、電力を供給することにより発熱して内燃機関1の潤滑油を加熱する。発電機20及びバッテリ21から第二スイッチ23に至る電線の途中からオイルヒータ24へ接続される電線が分岐され、該電線の途中に第三スイッチ25が設けられている。第三スイッチ25も、第一スイッチ22及び第二スイッチ23と同様にして、ECU10により制御される。内燃機関1の冷間時にオイルヒータ24へ電力を供給すると、潤滑油の温度の上昇により、燃焼状態が改善される。また、潤滑油の粘度が低下するため、損失を低減させることができる。これらにより、燃費を向上させることができる。なお、本実施例ではオイルヒータ24が、本発明におけるヒータに相当する。
In this embodiment, an
しかし、本実施例では、内燃機関1の冷間時であっても、減速中で且つフィルタ4の再生時には、オイルヒータ24を停止させる。すなわち、オイルヒータ24への電力の供給を禁止する。そうすると、潤滑油の温度が上昇しないために燃費が悪化するが、その分、排気の温度が上昇するため、フィルタ4の温度低下を抑制できる。そして、オイルヒータ24へ供給する予定であった電力を電気加熱式触媒3へ供給する。これにより、電気加熱式触媒3における消費電力が増加して、フィルタ4の温度を速やかに上昇させることができる。そうすると、フィルタ4の再生時間を短縮することができるため、噴射弁5から添加する燃料量を低減することができる。そして、オイルヒータ24を停止させることにより燃費が悪化する分よりも、フィルタ4の再生に要する時間を短縮することで燃費が向上する分のほうが大きい。したがって、システム全体としては、燃費を向上させることができる。
However, in this embodiment, even when the internal combustion engine 1 is cold, the
図8は、本実施例に係る制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定の時間毎に実行される。なお、図6に示したフローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a flowchart showing a control flow according to the present embodiment. This routine is executed every predetermined time by the
ステップS102で肯定判定がなされた場合にステップS201へ進む。ステップS201では、内燃機関1の冷間時であるか否か判定される。例えば、潤滑油または冷却水の温度が閾値よりも低ければ、内燃機関1の冷間時であると判定される。ここでいう閾値は、内燃機関1の暖機が完了する温度として予め設定しておく。そして、ステップS201で肯定判定がなされた場合にはステップS202へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS103へ進む。 If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S201. In step S201, it is determined whether or not the internal combustion engine 1 is cold. For example, if the temperature of the lubricating oil or cooling water is lower than the threshold value, it is determined that the internal combustion engine 1 is cold. The threshold here is set in advance as a temperature at which the internal combustion engine 1 is warmed up. If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S103.
ステップS202では、オイルヒータ24が停止される。内燃機関1の冷間時には通常はオイルヒータ24が作動されるが、ステップS202ではオイルヒータ24を停止させている。これにより、電気加熱式触媒3へ供給する電力を増加させることができる。また、排気の温度を上昇させることができる。このときには、第三スイッチ25がOFFとされる。なお、本実施例ではステップS202を処理するECU10が、本発明における禁止手段に相当する。
In step S202, the
このようにして、フィルタ4の再生を速やかに完了することができるため、システム全体として燃費を向上させることができる。
In this way, the regeneration of the
1 内燃機関
2 排気通路
3 電気加熱式触媒
4 フィルタ
5 噴射弁
6 空燃比センサ
7 温度センサ
10 ECU
11 アクセルペダル
12 アクセル開度センサ
13 クランクポジションセンサ
20 発電機
21 バッテリ
22 第一スイッチ
23 第二スイッチ
24 オイルヒータ
25 第三スイッチ
31 バッテリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11
Claims (1)
前記電力を蓄えるバッテリと、
前記発電機により電力を発生させることで運動エネルギを減少させると共に、該電力をバッテリに蓄えさせる回生制御手段と、
内燃機関の排気通路に備えられ排気を浄化する排気浄化装置と、
電力の供給により発熱して前記排気浄化装置の温度を上昇させる発熱体と、
前記排気浄化装置の温度を上昇させることで該排気浄化装置の能力を回復させる再生手段と、
前記再生手段により前記排気浄化装置の浄化能力が回復されているときであって、且つ、前記回生制御手段により電力をバッテリに蓄えさせているときに、前記発熱体に電力を供給する減速時制御手段と、
電力を供給することで発熱して前記内燃機関の温度を上昇させるヒータと、
前記内燃機関の冷間時において、前記減速時制御手段により発熱体に電力を供給するときには、前記ヒータへの電力の供給を禁止する禁止手段と、
を備える回生システム。 A generator that generates electric power by converting kinetic energy into electrical energy;
A battery for storing the power;
Regenerative control means for reducing kinetic energy by generating electric power with the generator and storing the electric power in a battery;
An exhaust purification device for purifying exhaust gas provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A heating element that generates heat by supplying electric power and raises the temperature of the exhaust purification device;
Regeneration means for recovering the ability of the exhaust purification device by raising the temperature of the exhaust purification device;
Deceleration control for supplying power to the heating element when the purification capability of the exhaust gas purification device is restored by the regeneration means and when the regeneration control means stores power in the battery Means,
A heater that generates heat by supplying electric power and raises the temperature of the internal combustion engine;
In the cold state of the internal combustion engine, when supplying power to the heating element by the deceleration control means, prohibiting means for prohibiting the supply of power to the heater;
Ru equipped with a regenerative system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011072400A JP5652292B2 (en) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | Regenerative system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011072400A JP5652292B2 (en) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | Regenerative system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012207558A JP2012207558A (en) | 2012-10-25 |
| JP5652292B2 true JP5652292B2 (en) | 2015-01-14 |
Family
ID=47187505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011072400A Expired - Fee Related JP5652292B2 (en) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | Regenerative system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5652292B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082288A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Isuzu Motors Ltd | DPF regenerator |
| JP4325728B1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle and power control method for hybrid vehicle |
| JP2010125906A (en) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | Controller for vehicle |
-
2011
- 2011-03-29 JP JP2011072400A patent/JP5652292B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012207558A (en) | 2012-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101773734B1 (en) | Hybrid vehicle and control method for hybrid vehicle | |
| CN100577487C (en) | Electric Motor Control Devices for Hybrid Vehicles | |
| US20100063659A1 (en) | Control device for hybrid vehicle and control method therefor | |
| JP3755406B2 (en) | Hybrid vehicle | |
| JP2015140150A (en) | hybrid vehicle | |
| JP5999264B2 (en) | Control method for internal combustion engine | |
| JP2009035117A (en) | Exhaust gas purification control device for internal combustion engine in hybrid vehicle | |
| CN104160123A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| CN110821700A (en) | Control device and control method for hybrid vehicle | |
| JP2015128935A (en) | Hybrid vehicle | |
| JP2009036183A (en) | Engine exhaust purification control apparatus and hybrid vehicle exhaust purification control apparatus using the same | |
| JP4396600B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
| JP5110327B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
| JP2013124576A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
| CN109707523B (en) | Vehicle system and method of heating a soot filter using the same | |
| JP6149510B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
| JP6459583B2 (en) | Control method of hybrid vehicle | |
| TWI834981B (en) | Exhaust treatment system for series hybrid vehicles | |
| JP2010180842A (en) | Exhaust emission control device of engine | |
| JP4367521B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
| JP3719393B2 (en) | Control device for hybrid system | |
| JP5652292B2 (en) | Regenerative system | |
| JP2007276510A (en) | DPF control device for hybrid vehicle | |
| JP5568959B2 (en) | Diesel particulate filter regeneration method and diesel particulate filter regeneration device | |
| JP4631767B2 (en) | Exhaust gas purification device for hybrid system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130520 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140729 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140926 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141021 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141103 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5652292 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |