JP2005248833A - Control device for engine - Google Patents

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JP2005248833A
JP2005248833A JP2004060575A JP2004060575A JP2005248833A JP 2005248833 A JP2005248833 A JP 2005248833A JP 2004060575 A JP2004060575 A JP 2004060575A JP 2004060575 A JP2004060575 A JP 2004060575A JP 2005248833 A JP2005248833 A JP 2005248833A
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battery
filter
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JP2004060575A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhide Seo
Akira Takemoto
Yasuyuki Terasawa
Keihei Wakayama
保幸 寺沢
宣英 瀬尾
明 竹本
敬平 若山
Original Assignee
Mazda Motor Corp
マツダ株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid drop and instability of battery output by effectively warming up a battery for hybrid in the hybrid vehicle having an engine and a motor as a travel power source. <P>SOLUTION: A particulate filter (DPF) 12 capturing particulate in exhaust gas is provided in an exhaust passage 3, the battery 80 for hybrid is provided in a battery chamber 82 provided in an upper part of a vehicle body floor 81. When regeneration conditions of the filter 12 are established, the filter is heated to burn the captured exhaust particulate. Since air around the filter gets hot during regeneration of the filter 12, the air is taken in an air inlet 85a by rotation of a fan 89, and is introduced into the battery chamber 82 as warm air via a fluid passage 85, and is used for warming up and heating the battery 80 for hybrid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンの制御装置、特に、排気通路に排気ガス中の排気微粒子を捕集するフィルタ部材を備えたエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control device, and more particularly to an engine control device provided with a filter member that collects exhaust particulates in exhaust gas in an exhaust passage.
従来、ディーゼルエンジン等においては、排気ガス中に含まれるカーボン等の排気微粒子(パティキュレート)の大気への放出を阻止するため、エンジンの排気通路にフィルタ部材、いわゆるパティキュレートフィルタを備えて、これで排気ガス中の排気微粒子を捕集することが行われている。そして、このようなフィルタを備えた場合、捕集した排気微粒子の量がフィルタの捕集可能限界値に近くなると、該フィルタを加熱して、捕集した排気微粒子を燃焼させてフィルタ機能を再生する必要が生じる。   Conventionally, in a diesel engine or the like, a filter member, a so-called particulate filter, is provided in the exhaust passage of the engine in order to prevent emission of exhaust particulates (particulates) such as carbon contained in the exhaust gas to the atmosphere. In this method, exhaust particulates in exhaust gas are collected. When such a filter is provided, when the amount of collected exhaust particulates approaches the filter's collectable limit value, the filter is heated and the collected exhaust particulates are burned to regenerate the filter function. Need to do.
一方、近年、エンジンとモータとを組み合わせて、エンジン出力又はモータ出力の少なくともいずれかにより走行するハイブリッド車両が実用化されている。しかし、ハイブリッド車両は、パラレル式、シリーズ式、あるいは混成式のいずれにおいても、従来のエンジン出力のみで走行する車両に比べて、燃費や排気浄化性能の点で優れてはいるものの、やはりエンジンの運転に伴う排気ガスの排出ないし排気微粒子の排出は免れない。したがって、例えば、ディーゼルエンジンとモータとを動力源として備えたハイブリッド車両においても、排気通路にパティキュレートフィルタを配設して排気微粒子の大気への放出を抑制することが行われる。   On the other hand, in recent years, hybrid vehicles that combine an engine and a motor and run by at least one of engine output and motor output have been put into practical use. However, although hybrid vehicles are superior in terms of fuel efficiency and exhaust purification performance in comparison with conventional vehicles that run with only engine output, whether they are parallel, series or hybrid, Exhaust gas emissions and exhaust particulate emissions associated with operation are inevitable. Therefore, for example, even in a hybrid vehicle equipped with a diesel engine and a motor as power sources, a particulate filter is disposed in the exhaust passage to suppress emission of exhaust particulates to the atmosphere.
この点、特許文献1には、車両停止中に手動再生スイッチがオン操作されると、燃料噴射料を増量してエンジン回転を上昇させると共に排気絞りを行って、パティキュレートフィルタを十分な高温に加熱し、これにより該フィルタを再生する技術が開示されている。   In this regard, in Patent Document 1, when the manual regeneration switch is turned on while the vehicle is stopped, the fuel injection fee is increased to increase the engine rotation and exhaust throttling to bring the particulate filter to a sufficiently high temperature. A technique for heating and thereby regenerating the filter is disclosed.
また、特許文献2には、パティキュレートフィルタの再生時は、エンジンによるハイブリッド用電池(バッテリ)の充電時間を延長して、高温の排気ガスが長時間に亘って排気通路上のパティキュレートフィルタに流入するようにし、これにより該フィルタの再生を十分に行うハイブリッド車両が開示されている。   Further, in Patent Document 2, when the particulate filter is regenerated, the charging time of the hybrid battery (battery) by the engine is extended, and the hot exhaust gas is applied to the particulate filter on the exhaust passage for a long time. A hybrid vehicle is disclosed that flows in and thereby sufficiently regenerates the filter.
特開平4−86319号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-86319 特開2002−242721号公報JP 2002-242721 A
ところで、ハイブリッド車両で用いられるハイブリッド用電池(バッテリ)は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池で構成されるが、厳格な温度管理が必要とされ、余りに高温(例えば電池環境上限温度50℃以上等)になると、容器サイズが大きいため、容器が破損して電解液が漏れる可能性がある。一方、余りに低温(例えば電池環境下限温度マイナス30℃以下等)になると、電池出力が過度に低下したり不安定となって、モータの駆動制御が安定に行えなくなる。そこで、一般に、ハイブリッド用電池は、外気によって過度に冷却されないように、車体フロアより上方の車体内部に配設される。   By the way, a hybrid battery (battery) used in a hybrid vehicle is composed of, for example, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. When the temperature is 50 ° C. or higher, etc., the container size is large, so that the container may be damaged and the electrolyte solution may leak. On the other hand, if the temperature is too low (for example, the battery environment lower limit temperature minus 30 ° C. or less), the battery output becomes excessively low or unstable, and the drive control of the motor cannot be performed stably. Therefore, in general, the hybrid battery is disposed inside the vehicle body above the vehicle body floor so as not to be excessively cooled by outside air.
しかしながら、寒冷地の例を出すまでもなく、冬季や夜間等は、電池の適正使用温度(例えば10℃〜30℃の範囲内)を下回ることがあるので、ハイブリッド用電池は車体内部に配設したうえで暖機対策・加温対策を取ることが必要となる。もっとも、電池を暖機・加温する電気式ヒータ等の専用機器を新設すればよいのであるが、それではコストもエネルギも浪費することになる。また、乗員室で暖房等していれば、その暖気を電池の配設位置周辺まで導いてやることも可能であるが、常に暖房がされているとは限らないため、何等かの暖気を適宜電池周囲に供給することができれば好ましい。   However, it is not necessary to give examples of cold regions, and in winter and at night, the battery may be below the appropriate battery operating temperature (for example, within a range of 10 ° C to 30 ° C). In addition, it is necessary to take measures for warm-up and warming. However, it is only necessary to newly install a dedicated device such as an electric heater for warming up / warming the battery, but this wastes both cost and energy. In addition, if heating is performed in the passenger compartment, it is possible to guide the warm air to the vicinity of the position where the battery is installed, but since it is not always heated, some warm air is appropriately applied. It is preferable if the battery can be supplied around the battery.
本発明は上記現状に鑑みてなされたもので、パティキュレートフィルタの再生時には、該フィルタが加熱され、その結果、該フィルタ内部で排気微粒子が燃焼して、該フィルタの周辺の空気が高温となっていることに着目して、本発明を完成するに至ったものである。   The present invention has been made in view of the above situation, and at the time of regeneration of the particulate filter, the filter is heated, and as a result, exhaust particulates burn inside the filter, and the air around the filter becomes high temperature. In view of this, the present invention has been completed.
上記課題を解決するため、本願の請求項1に記載の発明は、排気通路に排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタ部材を備えると共に、車体の所定の位置にハイブリッド用電池が配設された車両のエンジンの制御装置であって、所定のフィルタ再生条件が成立したときに上記フィルタ部材を加熱して捕集した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、上記加熱手段で加熱されたフィルタ部材の周辺の空気を用いて上記ハイブリッド用電池を暖めるべく、上記加熱されたフィルタ部材の周辺の空気を上記ハイブリッド用電池の配設位置の周辺に導入する暖気導入手段とを備えていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application is provided with a filter member for collecting particulates in the exhaust gas in the exhaust passage, and a hybrid battery is disposed at a predetermined position of the vehicle body. A control device for a vehicle engine, wherein heating means for heating and collecting exhaust particulate collected by heating the filter member when a predetermined filter regeneration condition is satisfied, and surroundings of the filter member heated by the heating means And warm air introducing means for introducing the air around the heated filter member to the vicinity of the position where the hybrid battery is disposed in order to warm the hybrid battery using the air. .
また、請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、ハイブリッド用電池は車体フロアの上方に乗員室と隔離して設けられた電池室に配設され、この電池室と乗員室との間に流体通路が設けられて、該流体通路の連通状態を切り換える連通状態切換手段と、上記流体通路を流れる流体の状態を切り換える流体状態切換手段と、これらの切換手段を制御する制御手段と、乗員室を暖房する暖房手段とが備えられて、上記制御手段は、上記暖房手段の作動中は、上記流体通路を乗員室と電池室とが連通する状態とし、空気が乗員室側から電池室側へ流れる状態とする一方、上記暖房手段の非作動中は、上記流体通路を乗員室と電池室とが連通せず電池室が車外と連通する状態とし、空気が電池室側から車外へ流れる状態とすることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the hybrid battery is disposed in a battery chamber provided above the vehicle body floor and separated from the passenger compartment. A fluid passage is provided between the passenger compartment, a communication state switching means for switching the communication state of the fluid passage, a fluid state switching means for switching the state of the fluid flowing through the fluid passage, and controls these switching means. Control means and heating means for heating the passenger compartment, wherein the control means causes the fluid passage to communicate with the passenger compartment and the battery compartment during operation of the heating means, and the air is in the passenger compartment. While the heating means is not in operation, the fluid passage does not communicate with the passenger compartment and the battery compartment, and the battery compartment communicates with the outside of the vehicle. From the vehicle to the outside of the vehicle The features.
また、請求項3に記載の発明は、上記請求項2に記載の発明において、車速を検出する車速検出手段が備えられ、該検出手段で検出された車速が所定の車速より低いときは、制御手段は、流体通路を乗員室と電池室とが連通する状態とすることを抑制することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is provided, and when the vehicle speed detected by the detecting means is lower than a predetermined vehicle speed, the control is performed. The means suppresses the fluid passage from being in a state where the passenger compartment and the battery compartment communicate with each other.
また、請求項4に記載の発明は、上記請求項1から3のいずれかに記載の発明において、ハイブリッド用電池の温度に関連するパラメータを検出する電池温度検出手段と、該検出手段で上記電池温度が所定の温度より高いことが検出されたときは、暖気導入手段の作動を抑制する暖気導入抑制手段とが備えられていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the battery temperature detecting means for detecting a parameter related to the temperature of the hybrid battery, and the battery is detected by the detecting means. When it is detected that the temperature is higher than a predetermined temperature, a warm air introduction suppression unit that suppresses the operation of the warm air introduction unit is provided.
請求項1に記載の発明によれば、フィルタ再生時におけるフィルタ部材の周辺の空気をハイブリッド用電池の配設位置の周辺に導入することによって、フィルタ再生時に加熱されて排気微粒子が燃焼して高温となった該フィルタ部材の周辺の空気を有効利用して(用いて)ハイブリッド用電池を暖機・加温する(暖める)ことができ、その結果、電池温度の低下ひいては電池出力の低下・不安定化を、専用の暖機・加温手段を新設することなく、無駄なく効率よく回避することができる。   According to the first aspect of the present invention, by introducing the air around the filter member at the time of filter regeneration to the vicinity of the position where the hybrid battery is disposed, the exhaust particulates are heated and heated at the time of filter regeneration and the high temperature is burned. Thus, the hybrid battery can be warmed up and warmed (warmed) by effectively using (using) the air around the filter member, and as a result, the battery temperature is lowered and the battery output is lowered / not reduced. Stabilization can be avoided efficiently without waste without newly installing dedicated warm-up / heating means.
請求項2に記載の発明によれば、乗員室の暖房中は、その暖房空気を有効利用して電池を暖機・加温することができ、一方、乗員室が暖房されていないときは、フィルタ部材の周辺の暖気を乗員室に導入することなく(導入すると乗員室内の乗員が不快に温かく感じる)、そのフィルタ部材の周辺の暖気を有効利用して電池を暖機・加温することが可能となる。したがって、フィルタ再生時に発生する熱に加えて、暖房時の熱も利用することで、電池の暖機・加温がより一層高頻度で行われ、電池温度の低下ひいては電池出力の低下・不安定化をより一層無駄なく確実に回避することが可能となる。   According to the invention described in claim 2, during heating of the passenger compartment, the battery can be warmed up and heated by effectively using the heated air, while when the passenger compartment is not heated, Without introducing warm air around the filter member into the passenger compartment (the passenger feels uncomfortable warm when introduced), the warm air around the filter member can be effectively used to warm up and warm the battery. It becomes possible. Therefore, in addition to the heat generated during filter regeneration, the heat during heating is also used, so that the battery is warmed up and warmed more frequently, resulting in a decrease in battery temperature and a decrease in battery output and instability. Therefore, it is possible to avoid the problem more reliably and without waste.
請求項3に記載の発明によれば、車速が低いときに起こり得る上記流体通路を介しての車外の排気ガスの乗員室内への浸入を抑制することができ、その結果、乗員室に暖気に混じって排気ガス濃度の濃い外気が浸入することが低減されて、乗員室内の乗員が異臭・悪臭を感じることが回避される。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to suppress intrusion of exhaust gas outside the vehicle into the passenger compartment through the fluid passage, which may occur when the vehicle speed is low, and as a result, warm up the passenger compartment. The intrusion of outside air with a high exhaust gas concentration is reduced, and it is avoided that the occupant in the passenger compartment feels a strange odor or bad odor.
そして、請求項4に記載の発明によれば、電池を過度に暖機・加温することによる電池の劣化や故障(前述の電解液の漏れ等)を防止することができる。以下、本発明の最良の実施形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the battery from being deteriorated or broken down (such as the above-mentioned leakage of the electrolytic solution) due to excessive warming or warming of the battery. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the best mode of the present invention.
図1は、本実施形態に係るエンジン1の周辺を含めた全体構成図である。エンジン1は4気筒ディーゼルエンジンであり、吸気通路2及び排気通路3が接続されている。吸気通路2には、上流側から下流側に向かって、エアクリーナ4、エアフローセンサ5、VGTターボ過給機(バリアブルジオメトリーターボ)6のブロア6a、インタークーラ7、吸気絞り弁8、吸気温度センサ9、及び吸気圧力センサ10がこの順に配設されている。一方、排気通路3には、同じく上流側から下流側に向かって、上記VGTターボ過給機6のタービン6bと該タービン6bに流入する排気ガスの流速を制御するための可動ベーン6c、酸化触媒11、及び排気ガス中の排気微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ12がこの順に配設されている。パティキュレートフィルタ12の上流及び下流には排気圧力センサ(フィルタ上流圧力センサ及び下流圧力センサ)13,14が配設されており、両センサ13,14の検出圧の差圧に基づいて該パティキュレートフィルタ12に捕集された排気微粒子の量が推定可能である。また、パティキュレートフィルタ12には温度センサ15が設けられている。一方、吸気通路2と排気通路3とを接続する排気ガス還流通路16が設けられ、該還流通路16の途中に、負圧アクチュエータ式の排気ガス還流弁17、及び排気ガスをエンジン冷却水で冷却するEGRクーラ18が配設されている。   FIG. 1 is an overall configuration diagram including the periphery of the engine 1 according to the present embodiment. The engine 1 is a four-cylinder diesel engine, to which an intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected. In the intake passage 2, from the upstream side toward the downstream side, an air cleaner 4, an air flow sensor 5, a blower 6a of a VGT turbocharger (variable geometry turbo) 6, an intercooler 7, an intake throttle valve 8, an intake air temperature sensor 9 and the intake pressure sensor 10 are arranged in this order. On the other hand, in the exhaust passage 3, from the upstream side toward the downstream side, the turbine 6b of the VGT turbocharger 6 and a movable vane 6c for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine 6b, an oxidation catalyst 11 and a particulate filter 12 for collecting exhaust particulates in the exhaust gas are arranged in this order. Exhaust pressure sensors (filter upstream pressure sensor and downstream pressure sensor) 13 and 14 are disposed upstream and downstream of the particulate filter 12, and the particulates are based on the differential pressure between the detected pressures of the sensors 13 and 14. The amount of exhaust particulate collected by the filter 12 can be estimated. The particulate filter 12 is provided with a temperature sensor 15. On the other hand, an exhaust gas recirculation passage 16 connecting the intake passage 2 and the exhaust passage 3 is provided. A negative pressure actuator type exhaust gas recirculation valve 17 and the exhaust gas are cooled by engine cooling water in the middle of the recirculation passage 16. An EGR cooler 18 is disposed.
このエンジン1に具備された燃料噴射ポンプ19は、図外の燃料タンクからの燃料を蓄圧手段としてのコモンレール20に供給する。コモンレール20は、各気筒の燃焼室1a(図には1つのみ図示)に配設された燃料噴射弁21に接続されている。コモンレール20には、燃料噴射圧センサ22と、コモンレール20内に蓄圧された燃料の圧力が所定の許容圧力を超えたときに開いて燃料タンク側に燃料をリリーフする安全弁23とが設けられている。   A fuel injection pump 19 provided in the engine 1 supplies fuel from a fuel tank (not shown) to a common rail 20 as pressure accumulation means. The common rail 20 is connected to a fuel injection valve 21 disposed in the combustion chamber 1a (only one is shown in the figure) of each cylinder. The common rail 20 is provided with a fuel injection pressure sensor 22 and a safety valve 23 that opens when the pressure of the fuel accumulated in the common rail 20 exceeds a predetermined allowable pressure and relieves the fuel to the fuel tank side. .
このエンジン1に具備されたエンジン制御用のコントロールユニット50は、図2にも示すように、少なくとも、上記フィルタ上流圧力センサ13及びフィルタ下流圧力センサ14からの検出信号を入力する他、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ24、自動変速機の変速レンジ位置を検出するレンジ位置センサ25、及び車速を検出する車速センサ26からの検出信号を入力し、またパティキュレートフィルタ12の手動再生を開始する際に乗員が手動でオンする手動再生スイッチ27からのオン信号を入力する。そして、コントロールユニット50は、入力された各種信号に基づいて、上記可動ベーン6c、吸気絞り弁8、排気ガス還流弁17、及び燃料噴射弁21の他、パティキュレートフィルタ12に捕集された排気微粒子の量が所定量を超えたときに乗員にパティキュレートフィルタ12の手動再生を促すために点灯する再生指示ランプ28に制御信号を出力する。なお、上記手動再生スイッチ27及び再生指示ランプ28は乗員室内の運転席又は助手席の近傍に並んで配備されている。また、再生指示ランプ28は、手動再生を促すときは点灯して乗員の注意を惹起し、手動再生中であるときは点灯から点滅に切り換わって手動再生中であることを乗員に報知するようになっている。   As shown in FIG. 2, the engine control unit 50 provided in the engine 1 inputs at least detection signals from the filter upstream pressure sensor 13 and the filter downstream pressure sensor 14, as well as the engine speed. Detection signals from the engine speed sensor 24 for detecting the shift, the range position sensor 25 for detecting the shift range position of the automatic transmission, and the vehicle speed sensor 26 for detecting the vehicle speed, and manual regeneration of the particulate filter 12 is started. An on signal is input from the manual regeneration switch 27 that is manually turned on by the occupant. Then, the control unit 50 controls the exhaust gas collected by the particulate filter 12 in addition to the movable vane 6c, the intake throttle valve 8, the exhaust gas recirculation valve 17, and the fuel injection valve 21 based on various input signals. When the amount of fine particles exceeds a predetermined amount, a control signal is output to the regeneration instruction lamp 28 that is lit to urge the passenger to manually regenerate the particulate filter 12. The manual regeneration switch 27 and the regeneration instruction lamp 28 are arranged side by side in the vicinity of the driver seat or passenger seat in the passenger compartment. The regeneration instruction lamp 28 is lit to urge the occupant to urge manual regeneration, and is switched from lighting to blinking to notify the occupant that manual regeneration is in progress during manual regeneration. It has become.
この車両は、キーレスエントリシステムを搭載しており、そのコントロールユニット60は、乗員室内のインストゥルメントパネル近傍に配置された不図示の室内アンテナを介して、乗員が携帯可能なトランスミッタ61との間で無線信号を送受信する。トランスミッタ61からコントロールユニット60へは、ロック信号又はアンロック信号が送信され、コントロールユニット60はそれを受信してドアロック用アクチュエータ62に制御信号を出力する。逆にコントロールユニット60からトランスミッタ61へは、エンジン制御コントロールユニット50で生成されたパティキュレートフィルタ12の再生進捗情報(例えばフィルタ12の再生が完了するまでの残り時間や再生が完了する時刻等)が送信され、トランスミッタ61はそれを受信すると該情報を自身の表示部(図示せず)に表示して、このトランスミッタ61を携帯して車外に出ている乗員に報知する。なお、コントロールユニット60からトランスミッタ61への再生進捗情報の送信は、室内アンテナによってトランスミッタ61が車外にあると検出されたとき、すなわち乗員が車外に出ているときに限って行うようにしてもよい。乗員が車内にいるときは、再生進捗情報は、例えば乗員室内のインストゥルメントパネルに表示される。   This vehicle is equipped with a keyless entry system, and its control unit 60 is connected to a transmitter 61 that can be carried by a passenger via an indoor antenna (not shown) arranged in the vicinity of an instrument panel in the passenger compartment. To send and receive wireless signals. A lock signal or unlock signal is transmitted from the transmitter 61 to the control unit 60, and the control unit 60 receives the signal and outputs a control signal to the door lock actuator 62. On the contrary, from the control unit 60 to the transmitter 61, the reproduction progress information of the particulate filter 12 generated by the engine control unit 50 (for example, the remaining time until the regeneration of the filter 12 is completed, the time when the regeneration is completed, etc.). When the transmitter 61 receives the information, the transmitter 61 displays the information on its own display unit (not shown), and informs the occupant outside the vehicle carrying the transmitter 61. The transmission progress information may be transmitted from the control unit 60 to the transmitter 61 only when it is detected by the indoor antenna that the transmitter 61 is outside the vehicle, that is, when the occupant is out of the vehicle. . When the occupant is in the vehicle, the reproduction progress information is displayed, for example, on an instrument panel in the occupant cabin.
パティキュレートフィルタ12の再生は、燃料噴射弁21を介しての燃料噴射制御によって達成される。より具体的には、パティキュレートフィルタ12の再生には、車両の走行中(非アイドル時)に、所定の強制フィルタ再生条件(I)が成立した場合に、エンジン制御コントロールユニット50が自動的に判断して開始する強制再生と、車両の停車時(アイドル時)に、所定の手動フィルタ再生条件(II)が成立した場合に、エンジン制御コントロールユニット50が再生指示ランプ28を点灯させ、その結果、乗員が手動再生スイッチ27をオンした場合に、エンジン制御コントロールユニット50が開始する手動再生との2つの種類がある。   The regeneration of the particulate filter 12 is achieved by fuel injection control via the fuel injection valve 21. More specifically, the particulate filter 12 is regenerated by the engine control control unit 50 automatically when a predetermined forced filter regeneration condition (I) is satisfied while the vehicle is running (non-idle). When the predetermined manual filter regeneration condition (II) is satisfied when the forced regeneration starts after determination and when the vehicle stops (when idling), the engine control unit 50 turns on the regeneration instruction lamp 28, and as a result There are two types of manual regeneration, in which the engine control unit 50 starts when the occupant turns on the manual regeneration switch 27.
ここで、上記強制再生のためのフィルタ再生条件(I)は、パティキュレートフィルタ12に捕集された排気微粒子の量が第1の所定量(A1)を超えたことの他、例えば、エンジン回転数が所定の低回転域及び所定の高回転域を除く所定の中回転域にあること、エンジン負荷が所定の低負荷域及び所定の高負荷域を除く所定の中負荷域にあること、及び車速が所定の車速以上(例えば30km/h以上)であること、等である。そして、この再生条件(I)が成立すると、図3(a)に例示するように、圧縮行程上死点近傍で噴射される主噴射(a1)の後の膨張行程において所定量の後噴射(b1)が追加される。これにより、後噴射(b1)された燃料が酸化触媒11で後燃焼し、パティキュレートフィルタ12に流入する排気ガスの温度が上昇して、該フィルタ12が加熱され、その結果、該フィルタ12に捕集された排気微粒子が燃焼除去されて、該フィルタ12が再生する。   Here, the filter regeneration condition (I) for forced regeneration includes, for example, that the amount of exhaust particulate collected by the particulate filter 12 exceeds the first predetermined amount (A1), for example, engine rotation The number is in a predetermined medium speed range excluding a predetermined low speed range and a predetermined high speed range, the engine load is in a predetermined medium load range excluding a predetermined low load range and a predetermined high load range, and The vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed (for example, 30 km / h or higher). Then, when this regeneration condition (I) is satisfied, as illustrated in FIG. 3A, a predetermined amount of post-injection (in the expansion stroke after the main injection (a1) injected in the vicinity of the compression stroke top dead center ( b1) is added. As a result, the post-injected (b1) fuel is post-combusted in the oxidation catalyst 11, the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter 12 rises, and the filter 12 is heated. As a result, the filter 12 The collected exhaust particulates are burned and removed, and the filter 12 is regenerated.
一方、上記手動再生のためのフィルタ再生条件(II)は、パティキュレートフィルタ12に捕集された排気微粒子の量が上記第1の所定量(A1)より多い第2の所定量(A2)を超えたことの他(この条件により手動再生より強制再生が優先して先に行われる)、例えば、車両が停車していること、及び手動再生スイッチ27がオンされたこと、等である。そして、この再生条件(II)が成立すると、図3(b)に例示するように、まず、圧縮行程上死点近傍で噴射される主噴射(a3)の噴射量が通常時の主噴射(a2)の噴射量よりも増量される。この増量される量は、エンジン回転数を通常時のアイドル回転数(例えば750rpm)よりも高い所定の手動再生時回転数(例えば1250〜1750rpm)まで上昇させるのに必要な量である。併せて、上記主噴射(a3)の後の膨張行程において所定量の後噴射(b2)が追加される。これにより、主噴射(a3)の増量によって排気ガス流量が増加すると共に、後噴射(b2)された燃料が酸化触媒11で後燃焼し、パティキュレートフィルタ12に増量され且つ昇温された排気ガスが流入して、該フィルタ12が加熱され、その結果、該フィルタ12に捕集された排気微粒子が燃焼除去されて、該フィルタ12が再生する。   On the other hand, the filter regeneration condition (II) for the manual regeneration includes a second predetermined amount (A2) in which the amount of exhaust particulate collected by the particulate filter 12 is greater than the first predetermined amount (A1). In addition to exceeding (forcibly regeneration takes precedence over manual regeneration according to this condition), for example, the vehicle is stopped and the manual regeneration switch 27 is turned on. When the regeneration condition (II) is satisfied, as illustrated in FIG. 3B, first, the injection amount of the main injection (a3) injected near the top dead center of the compression stroke is the main injection ( It is increased from the injection amount of a2). This increased amount is an amount necessary for increasing the engine speed to a predetermined manual regeneration speed (for example, 1250 to 1750 rpm) higher than the normal idling speed (for example, 750 rpm). In addition, a predetermined amount of post-injection (b2) is added in the expansion stroke after the main injection (a3). As a result, the exhaust gas flow rate increases as the main injection (a3) increases, and the post-injection (b2) fuel is post-combusted in the oxidation catalyst 11, and the exhaust gas is increased in temperature and heated by the particulate filter 12. Flows in and the filter 12 is heated. As a result, the exhaust particulates collected by the filter 12 are burned and removed, and the filter 12 is regenerated.
このエンジン1は、図4に示すトラック100に搭載されている。このトラック100は、ハイブリッド車両(HEV)であって(パラレル式、シリーズ式、あるいは混成式のいずれでもよい)、図5に示すように、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等で構成されるハイブリッド用電池(バッテリ)80を積載している。電池80は、外気によって過度に冷却されないように、車体フロア81の上方に設けられた電池室82に配設されている。電池室82は、荷室83の前方下部に該荷室83とは断熱構造で隔離して形成されていると共に、車体前方の乗員室84とも隔離して設けられている。   The engine 1 is mounted on a truck 100 shown in FIG. This truck 100 is a hybrid vehicle (HEV) (which may be a parallel type, a series type, or a hybrid type), and as shown in FIG. 5, a hybrid constituted by, for example, a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. A battery (battery) 80 is loaded. The battery 80 is disposed in a battery chamber 82 provided above the vehicle body floor 81 so as not to be excessively cooled by outside air. The battery compartment 82 is formed in the lower front part of the cargo compartment 83 so as to be isolated from the cargo compartment 83 by a heat insulating structure, and is also isolated from the passenger compartment 84 in front of the vehicle body.
上記電池室82から第1の流体通路85が後方に延びて車体フロア81を貫通し、車体フロア81より下方に配置されているパティキュレートフィルタ(図中「DPF」と記す:図例ではエンジン1はディーゼルエンジンであるから、パティキュレートフィルタ12はディーゼルパティキュレートフィルタ、すなわちDPFである)12の上方に至っている。この流体通路85のパティキュレートフィルタ12より上方の開口85aは、該フィルタ12の周囲で該フィルタ12を包み込むように拡開され、該フィルタ12の周辺の空気を取り込む空気導入口の機能を有している。   The first fluid passage 85 extends rearward from the battery chamber 82 and penetrates the vehicle body floor 81 and is disposed below the vehicle body floor 81 (denoted as “DPF” in the figure: engine 1 in the figure). Since it is a diesel engine, the particulate filter 12 reaches above the diesel particulate filter (ie, DPF) 12. An opening 85a above the particulate filter 12 in the fluid passage 85 is expanded so as to wrap the filter 12 around the filter 12, and has a function of an air inlet for taking in air around the filter 12. ing.
また、上記電池室82から第2の流体通路86が前方に延びて乗員室84に至っている。この流体通路86の途中には車外まで延びる分岐通路87が設けられており、その分岐点上に第2流体通路86の連通状態を切り換えるための三方弁(連通状態切換手段)88が配設されている。そして、電池室82内で第2流体通路86の近傍には、第2流体通路86ひいては第1流体通路85を流れる空気の状態を切り換えるための送気ファン(流体状態切換手段)89が配置され、またハイブリッド用電池80の近傍には熱電対で構成されて該電池80の周辺の温度(ハイブリッド用電池80の温度に関連するパラメータ)を検出するための電池雰囲気温度センサ(図2には「電池室内温度センサ」と記している)90が設けられている。   A second fluid passage 86 extends forward from the battery chamber 82 to the passenger compartment 84. A branch passage 87 extending outside the vehicle is provided in the middle of the fluid passage 86, and a three-way valve (communication state switching means) 88 for switching the communication state of the second fluid passage 86 is disposed on the branch point. ing. An air supply fan (fluid state switching means) 89 for switching the state of the air flowing through the second fluid passage 86 and thus the first fluid passage 85 is disposed in the battery chamber 82 in the vicinity of the second fluid passage 86. In addition, a battery ambient temperature sensor (a parameter related to the temperature of the hybrid battery 80) that is composed of a thermocouple in the vicinity of the hybrid battery 80 and detects the temperature around the battery 80 (see FIG. 90) (denoted as "battery room temperature sensor").
そして、このエンジン1には、図2に示すように、上記三方弁88及び送気ファン89を制御する空気流制御コントロールユニット70が具備されている。このコントロールユニット70は、エンジン制御コントロールユニット50で生成されるパティキュレートフィルタ12の再生中信号(フィルタ12が再生中であることを示す信号:したがってこの信号の発生中は、強制再生であるか手動再生であるかに拘らず、パティキュレートフィルタ12が加熱されて、該フィルタ12の内部で排気微粒子が燃焼し、該フィルタ12の周辺の空気が高温となっている)を入力する他、車速センサ26、及び電池室内温度センサ90からの検出信号を入力し、また乗員室84を暖房や冷房する空気調整装置(エアコン)91からの暖房のオン信号を入力する。そして、コントロールユニット70は、入力された各種信号に基づいて、上記三方弁88及び送気ファン89に制御信号を出力する。   As shown in FIG. 2, the engine 1 includes an air flow control unit 70 that controls the three-way valve 88 and the air supply fan 89. The control unit 70 is a signal during regeneration of the particulate filter 12 generated by the engine control control unit 50 (a signal indicating that the filter 12 is reproducing: Therefore, during the generation of this signal, forced regeneration or manual regeneration is performed. The particulate filter 12 is heated regardless of whether it is being regenerated, the exhaust particulates are combusted inside the filter 12, and the air around the filter 12 is hot). 26 and a detection signal from the battery room temperature sensor 90 are input, and a heating ON signal is input from an air conditioner (air conditioner) 91 that heats or cools the passenger compartment 84. Then, the control unit 70 outputs a control signal to the three-way valve 88 and the air supply fan 89 based on various inputted signals.
三方弁88は、第2流体通路86の連通状態として、乗員室84と電池室82とを連通する第1の状態と、乗員室84と電池室82とを遮断して電池室82と車外とを分岐通路87を介して連通する第2の状態とに選択的に切換可能である。送気ファン89は、第2流体通路86ひいては第1流体通路85を流れる空気の状態として、空気が第2流体通路86側(あるいは三方弁88側又は乗員室84側)から電池室82側(あるいは第1流体通路側85又はパティキュレートフィルタ12側)へ流れる第1の状態(図5の「正」方向)と、逆に、空気が電池室82側から第2流体通路86側へ流れる第2の状態(図5の「逆」方向)とに選択的に切換可能である。   The three-way valve 88 is in a first state in which the passenger compartment 84 and the battery chamber 82 are communicated with each other as a communication state of the second fluid passage 86, and the passenger compartment 84 and the battery chamber 82 are blocked. Can be selectively switched to the second state communicating with each other via the branch passage 87. The air supply fan 89 is in a state of air flowing through the second fluid passage 86 and thus the first fluid passage 85, and the air flows from the second fluid passage 86 side (or from the three-way valve 88 side or the passenger compartment 84 side) to the battery chamber 82 side ( Alternatively, in contrast to the first state (the “positive” direction in FIG. 5) that flows to the first fluid passage side 85 or the particulate filter 12 side, air flows from the battery chamber 82 side to the second fluid passage 86 side. It is possible to selectively switch between two states ("reverse" direction in FIG. 5).
したがって、組合せとしては、図6に示す、三方弁88が第1の状態でファン89が第1の状態と、図7に示す、三方弁88が第1の状態でファン89が第2の状態と、図8に示す、三方弁88が第2の状態でファン89が第1の状態と、図9に示す、三方弁88が第2の状態でファン89が第2の状態との4つのパターンが得られる。   Therefore, as a combination, the three-way valve 88 shown in FIG. 6 is in the first state and the fan 89 is in the first state, and the three-way valve 88 shown in FIG. 7 is in the first state and the fan 89 is in the second state. 8, the three-way valve 88 is in the second state and the fan 89 is in the first state, and the three-way valve 88 is in the second state and the fan 89 is in the second state shown in FIG. A pattern is obtained.
次に、図10を参照して、エンジン制御コントロールユニット50が行うフィルタ再生制御の具体的動作の1例を説明する。まず、ステップS1で、図2に例示したセンサやスイッチ類の各検出値を入力したうえで、ステップS2で、排気微粒子捕集量Qを算出する。この算出は、前述したように、パティキュレートフィルタ12を挟む上流圧力センサ13と下流圧力センサ14との検出値の差圧に基づき、マップ等を利用して遂行される。明らかに、差圧が大きいほど排気微粒子捕集量Qは大きな値に算出される。   Next, an example of a specific operation of the filter regeneration control performed by the engine control unit 50 will be described with reference to FIG. First, in step S1, the detection values of the sensors and switches illustrated in FIG. 2 are input, and in step S2, the exhaust particulate collection amount Q is calculated. As described above, this calculation is performed using a map or the like based on the differential pressure between the detected values of the upstream pressure sensor 13 and the downstream pressure sensor 14 sandwiching the particulate filter 12. Obviously, as the differential pressure increases, the exhaust particulate collection amount Q is calculated to a larger value.
次いで、ステップS3で、排気微粒子捕集量Qが、前述した強制再生のための第1所定量(A1)より多いか否かを判定し、多くないとき(NO)は、そのままリターンする一方で(フィルタ12の再生はまだ不要である)、多いとき(YES)は、ステップS4で、さらに、排気微粒子捕集量Qが、前述した手動再生のための第2所定量(A2:ただしA2>A1)より多いか否かを判定する。その結果、多くないとき(NO)は、ステップS5に進み(フィルタ12の強制再生が必要である)、多いとき(YES)は、ステップS9に進む(フィルタ12の手動再生が必要である)。   Next, in step S3, it is determined whether or not the exhaust particulate collection amount Q is larger than the first predetermined amount (A1) for forced regeneration described above. If not (NO), the process returns as it is. (Regeneration of the filter 12 is not yet required) When there are many (YES), in step S4, the exhaust particulate collection amount Q is further set to the second predetermined amount (A2: A2> for manual regeneration described above). A1) It is determined whether or not there is more. As a result, when the number is not large (NO), the process proceeds to step S5 (forced regeneration of the filter 12 is necessary), and when the number is large (YES), the process proceeds to step S9 (manual regeneration of the filter 12 is necessary).
ステップS5では、前述した強制再生条件(I)が成立しているか否かを判定する。その結果、成立していないとき(NO)は、そのままリターンする。したがって、この場合は、排気微粒子捕集量Qが第1所定量(A1)を超えていてフィルタ12の強制再生が必要であるにも拘らず、強制再生条件(I)が成立していないから(例えば渋滞中に巻き込まれてノロノロ運転を余儀なくされている等)、該フィルタ12の強制再生の開始が延期されて、その結果、その後には排気微粒子捕集量Qが第2所定量(A2)を超えるようになって、上記ステップS4でYESと判定されるようになる。   In step S5, it is determined whether or not the above-described forced regeneration condition (I) is satisfied. As a result, when it is not established (NO), the process returns as it is. Therefore, in this case, although the exhaust particulate collection amount Q exceeds the first predetermined amount (A1) and the forced regeneration of the filter 12 is necessary, the forced regeneration condition (I) is not satisfied. The start of forced regeneration of the filter 12 is postponed (for example, being involved in a traffic jam and forced to drive in a non-rotative manner), and as a result, the amount of collected exhaust particulate Q is thereafter set to a second predetermined amount (A2 ), And YES is determined in step S4.
なお、ここで、強制再生条件(I)として、エンジン回転数が所定の中回転域にあることとしたのは、エンジン回転数が低回転域のときは、排気ガス温度がもともと低く、後噴射された燃料が後燃焼されても排気ガス温度がパティキュレートフィルタ12を十分加熱する温度にまで有効に上昇しないからである。また、エンジン回転数が高回転域のときは、排気ガス温度がもともと高く、燃料を後噴射しなくても排気ガス温度がパティキュレートフィルタ12を十分加熱する温度にまで既に上昇しているからである。同様に、エンジン負荷が所定の中負荷域にあること、及び車速が所定の車速以上であることとした理由も説明される。   Here, as the forced regeneration condition (I), the reason that the engine speed is in the predetermined middle speed range is that when the engine speed is in the low speed range, the exhaust gas temperature is originally low and the post-injection This is because even if the burned fuel is post-combusted, the exhaust gas temperature does not rise effectively to a temperature that sufficiently heats the particulate filter 12. In addition, when the engine speed is in the high engine speed range, the exhaust gas temperature is originally high, and the exhaust gas temperature has already risen to a temperature that sufficiently heats the particulate filter 12 without post-injecting fuel. is there. Similarly, the reason why the engine load is in a predetermined medium load range and the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed will be described.
一方、ステップS5で、強制再生条件(I)が成立しているとき(YES)は、ステップS6で、前述の図3(a)に例示した強制再生を実行する。次いで、ステップS7で、排気微粒子捕集量Qが、強制再生完了を判定するための第3の所定量(A3:ただしA3<A1)より少なくなったか否かを判定し、未だ少なくなっていないとき(NO)は、ステップS5に戻って強制再生を続行する一方で、既に少なくなっているとき(YES)は、ステップS8に進んで強制再生を終了してリターンする。   On the other hand, when the forced regeneration condition (I) is satisfied in step S5 (YES), the forced regeneration illustrated in FIG. 3A is executed in step S6. Next, at step S7, it is determined whether or not the exhaust particulate collection amount Q is less than a third predetermined amount (A3: A3 <A1) for determining the completion of forced regeneration, and has not yet decreased. If (NO), the process returns to step S5 to continue the forced regeneration, while if it has already decreased (YES), the process proceeds to step S8 to terminate the forced regeneration and return.
これに対し、ステップS4からステップS9に進んだ場合(フィルタ12の手動再生が必要な場合)は、まず該ステップS9で、車両が停車しているか否かを判定する。例えば、車速がほぼゼロで、レンジ位置がP(駐車)レンジにあるときは、車両が停車中であると判定される。その結果、車両停車中(YES)は、ステップS10に進んで、既に手動再生中であるか否かを判定し、手動再生中でないとき(NO)は、ステップS11で、乗員の注意を惹起するため再生指示ランプ28を点灯して乗員に手動再生を促す。次いで、ステップS12で、手動再生スイッチ27がオンされたか否かを判定し、オンされたとき(YES)は、ステップS13で、前述の図3(b)に例示した手動再生を実行する。そして、ステップS14で、乗員に手動再生中であることを報知するため再生指示ランプ28を点灯から点滅に切り換える。   On the other hand, when the process proceeds from step S4 to step S9 (when manual regeneration of the filter 12 is necessary), it is first determined in step S9 whether or not the vehicle is stopped. For example, when the vehicle speed is substantially zero and the range position is in the P (parking) range, it is determined that the vehicle is stopped. As a result, when the vehicle is stopped (YES), the process proceeds to step S10, where it is determined whether or not manual regeneration is already in progress. When manual regeneration is not being performed (NO), the passenger's attention is raised in step S11. Therefore, the regeneration instruction lamp 28 is turned on to prompt the occupant to perform manual regeneration. Next, in step S12, it is determined whether or not the manual regeneration switch 27 is turned on. When the manual regeneration switch 27 is turned on (YES), the manual regeneration illustrated in FIG. 3B is executed in step S13. In step S14, the regeneration instruction lamp 28 is switched from lighting to blinking to notify the occupant that manual regeneration is in progress.
次いで、ステップS15で、排気微粒子捕集量Qが、手動再生完了を判定するための第4の所定量(A4:ただしA3<A4<A1)より少なくなったか否かを判定し、未だ少なくなっていないとき(NO)は、ステップS9に戻って手動再生を続行する一方で、既に少なくなっているとき(YES)は、ステップS16に進んで手動再生を終了し、ステップS17で、再生指示ランプ28を消灯してリターンする。   Next, at step S15, it is determined whether or not the exhaust particulate collection amount Q is smaller than a fourth predetermined amount (A4: A3 <A4 <A1) for determining the completion of manual regeneration, and is still small. If not (NO), the process returns to step S9 to continue the manual regeneration, while if it is already low (YES), the process proceeds to step S16 to terminate the manual regeneration, and in step S17, the regeneration instruction lamp 28 turns off and returns.
ここで、手動再生を完了させるための第4の所定量(A4)を、強制再生を完了させるための第3の所定量(A3)よりも大きくしたのは、手動再生時間をできるだけ短くすることにより、手動再生中は車両を停車させておかなければならない不便さを軽減するためである。また、上記ステップS9の車両が停車中であること、及び上記ステップS12の手動再生スイッチ27がオンされたことは、前述の手動再生条件(II)を構成している。その場合に、手動再生条件(II)として、車両が停車中であることとしたのは、前述したように、手動再生中はエンジン回転数を通常時よりも上昇させるので、走行していると走行感覚がいつもと異なってしまうからである。   Here, the reason why the fourth predetermined amount (A4) for completing the manual regeneration is made larger than the third predetermined amount (A3) for completing the forced regeneration is to make the manual regeneration time as short as possible. This is to reduce the inconvenience of having to stop the vehicle during manual regeneration. In addition, the fact that the vehicle in step S9 is stopped and the manual regeneration switch 27 in step S12 is turned on constitute the above-described manual regeneration condition (II). In this case, the manual regeneration condition (II) is that the vehicle is stopped because, as described above, the engine speed is increased from the normal time during the manual regeneration. This is because the driving feeling is different from usual.
一方、上記ステップS12で、手動再生スイッチ27がオンされていないとき(NO)は、そのままリターンする。したがって、この場合は、排気微粒子捕集量Qが第2所定量(A2)を超えていてフィルタ12の手動再生が必要であるにも拘らず、手動再生条件(II)が成立していないから、該フィルタ12の手動再生の開始が延期される。   On the other hand, if the manual regeneration switch 27 is not turned on at step S12 (NO), the process directly returns. Accordingly, in this case, the manual regeneration condition (II) is not satisfied even though the trapped amount Q of the exhaust gas exceeds the second predetermined amount (A2) and the manual regeneration of the filter 12 is necessary. The start of manual regeneration of the filter 12 is postponed.
これに対し、上記ステップS9で、車両停車中でないとき(NO)は、ステップS18に進んで、手動再生中であるか否かを判定し、手動再生中でないとき(NO)は、そのままリターンする。つまり、この場合もまた、排気微粒子捕集量Qが第2所定量(A2)を超えていてフィルタ12の手動再生が必要であるにも拘らず、手動再生条件(II)が成立していないから(例えば渋滞中に巻き込まれて安全に停車することができない等)、該フィルタ12の手動再生の開始が延期される。   On the other hand, when the vehicle is not stopped at step S9 (NO), the process proceeds to step S18 to determine whether or not manual regeneration is being performed. When manual regeneration is not being performed (NO), the process directly returns. . That is, in this case, the manual regeneration condition (II) is not satisfied even though the exhaust particulate collection amount Q exceeds the second predetermined amount (A2) and the filter 12 needs to be manually regenerated. (For example, the vehicle cannot be stopped safely due to being caught in a traffic jam), the start of manual regeneration of the filter 12 is postponed.
一方、ステップS18で、手動再生中であるとき(YES)は、ステップS19に進んで手動再生を終了し、ステップS20で、再生指示ランプ28を消灯してリターンする。つまり、この場合は、手動再生中に車両が発進して手動再生条件(II)が成立しなくなったから、手動再生を強制的に終了するのである。しかも、手動再生を終了することでエンジン回転数が通常時の回転数に低下されるから、車両発進時の飛び出し感が抑制される。   On the other hand, when manual regeneration is being performed in step S18 (YES), the process proceeds to step S19 to end manual regeneration, and in step S20, the regeneration instruction lamp 28 is turned off and the process returns. That is, in this case, since the vehicle starts during manual regeneration and the manual regeneration condition (II) is not satisfied, manual regeneration is forcibly terminated. Moreover, since the engine speed is reduced to the normal speed by ending the manual regeneration, the feeling of popping out when the vehicle starts is suppressed.
次に、図11を参照して、空気流制御コントロールユニット70が行う空気流制御の具体的動作の1例を説明する。この空気流制御は本発明の特徴部分を構成する。まず、ステップS31で、図2に例示したセンサやスイッチ類の各検出値を入力したうえで、ステップS32で、パティキュレートフィルタ12の再生中か否かを判定する。この判定は、前述のエンジン制御コントロールユニット50からの再生中信号(図2参照)の有無によって行われる。なお、パティキュレートフィルタ12の再生は、強制再生であるか手動再生であるかは問わない。   Next, an example of a specific operation of air flow control performed by the air flow control control unit 70 will be described with reference to FIG. This air flow control constitutes a feature of the present invention. First, in step S31, the detection values of the sensors and switches illustrated in FIG. 2 are input, and in step S32, it is determined whether the particulate filter 12 is being regenerated. This determination is made based on the presence / absence of a regeneration signal (see FIG. 2) from the engine control unit 50 described above. The regeneration of the particulate filter 12 does not matter whether it is forced regeneration or manual regeneration.
そして、フィルタ再生中でないとき(NO)は、ステップS33で、三方弁88を第1の状態とし、ステップS34で、送気ファン89を正転、つまり第1の状態とする。この結果、上記図6に示したように、第2流体通路86が乗員室84と電池室82とを連通する状態となり、空気が乗員室84側から、第2流体通路86、電池室82及び第1流体通路85を経て、パティキュレートフィルタ12側へ流れる状態となる。   When the filter is not being regenerated (NO), in step S33, the three-way valve 88 is set in the first state, and in step S34, the air supply fan 89 is rotated forward, that is, in the first state. As a result, as shown in FIG. 6, the second fluid passage 86 communicates with the passenger compartment 84 and the battery chamber 82, and the air is passed from the passenger compartment 84 side to the second fluid passage 86, the battery compartment 82, and It will be in the state which flows through the 1st fluid channel | path 85 to the particulate filter 12 side.
一方、ステップS32で、フィルタ再生中であるとき(YES)は、ステップS35で、電池室内温度が所定の上限温度(電池環境上限温度)より低いか否かを判定し、低くないとき(NO)は、上記ステップS33及びS34を実行して、上記図6に示した状態とする。   On the other hand, when the filter is being regenerated in step S32 (YES), it is determined in step S35 whether or not the battery room temperature is lower than a predetermined upper limit temperature (battery environment upper limit temperature). Execute steps S33 and S34 to obtain the state shown in FIG.
これに対し、ステップS35で、電池室内温度が電池環境上限温度より低いとき(YES)は、ステップS36で、乗員室84の暖房がオフか否かを判定する。そして、暖房がオンのとき(NO)は、ステップS37で、車速が所定の車速より低いか否かを判定し、低くないとき(NO)は、ステップS38で、三方弁88を第1の状態とし、ステップS39で、送気ファン89を逆転、つまり第2の状態とする。この結果、上記図7に示したように、第2流体通路86が乗員室84と電池室82とを連通する状態となり、空気がパティキュレートフィルタ12側から、第1流体通路85、電池室82及び第2流体通路86を経て、乗員室84側へ流れる状態となる。   On the other hand, when the battery room temperature is lower than the battery environment upper limit temperature in step S35 (YES), it is determined in step S36 whether heating of the passenger compartment 84 is off. When heating is on (NO), it is determined in step S37 whether or not the vehicle speed is lower than a predetermined vehicle speed. When not (NO), the three-way valve 88 is set to the first state in step S38. In step S39, the air supply fan 89 is reversed, that is, in the second state. As a result, as shown in FIG. 7, the second fluid passage 86 communicates with the passenger compartment 84 and the battery chamber 82, and air flows from the particulate filter 12 side to the first fluid passage 85 and the battery chamber 82. And it will be in the state which flows through the 2nd fluid channel | path 86 to the passenger | crew chamber 84 side.
一方、ステップS36で、乗員室84の暖房がオフのとき(YES)は、ステップS40で、三方弁88を第2の状態とし、ステップS41で、送気ファン89を逆転、つまり第2の状態とする。この結果、上記図9に示したように、第2流体通路86が乗員室84と電池室82とを遮断して電池室82と車外とを分岐通路87を介して連通する状態となり、空気がパティキュレートフィルタ12側から、第1流体通路85、電池室82、第2流体通路86及び分岐通路87を経て、車外へ流れる状態となる。   On the other hand, when heating of the passenger compartment 84 is off in step S36 (YES), the three-way valve 88 is set to the second state in step S40, and the air supply fan 89 is reversed in step S41, that is, the second state. And As a result, as shown in FIG. 9, the second fluid passage 86 blocks the passenger compartment 84 and the battery chamber 82 and connects the battery chamber 82 and the outside of the vehicle via the branch passage 87. From the particulate filter 12 side, the first fluid passage 85, the battery chamber 82, the second fluid passage 86, and the branch passage 87 flow out of the vehicle.
さらに、ステップS37で、車速が所定の車速より低いとき(YES)は、上記ステップS40及びS41を実行して、上記図9に示した状態とする。   Furthermore, when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed in step S37 (YES), the above steps S40 and S41 are executed to obtain the state shown in FIG.
ここで、上記ステップS37の所定車速は、パティキュレートフィルタ12の周囲(第1流体通路85の空気導入口85a)に自車や他車の排気ガスが所定濃度以上の濃度で存在し得る車速の最大値であって、例えば35km/h程度である。したがって、ステップS37で車速がこれより低いときにパティキュレートフィルタ12の周辺の空気を電池室82から乗員室84へ導入したときは、暖気に混じって排気ガス濃度の濃い外気が乗員室84へ浸入し、乗員室84内の乗員が異臭・悪臭を感じることになる。   Here, the predetermined vehicle speed in step S37 is a vehicle speed at which the exhaust gas of the own vehicle or other vehicle can exist at a concentration higher than the predetermined concentration around the particulate filter 12 (the air inlet 85a of the first fluid passage 85). The maximum value, for example, about 35 km / h. Therefore, when the air around the particulate filter 12 is introduced from the battery chamber 82 into the passenger compartment 84 when the vehicle speed is lower than this in step S37, the outside air with a high exhaust gas concentration mixed with warm air enters the passenger compartment 84. Then, the passenger in the passenger compartment 84 feels a strange odor / bad odor.
以上の制御により、パティキュレートフィルタ12が再生中は(ステップS32でYESのときは)、電池室内温度が電池環境上限温度より高いとき(ステップS35でNOのとき)を除き、図7の状態又は図9の状態が実現する。したがって、いずれの場合も、フィルタ再生時におけるフィルタ12の周辺の空気が第1流体通路85を介して電池室82に導入されることになり、フィルタ再生時に加熱されて排気微粒子が燃焼して高温となった該フィルタ12の周辺の空気を有効に利用して電池室82内のハイブリッド用電池80を暖める(暖機・加温する)ことができる。その結果、電池温度の低下ひいては電池出力の低下・不安定化を、専用の暖機・加温手段を新設することなく、無駄なく効率よく回避することが可能となる。   With the above control, when the particulate filter 12 is being regenerated (when YES at step S32), the state of FIG. 7 or when the battery room temperature is higher than the battery environment upper limit temperature (when NO at step S35) The state of FIG. 9 is realized. Therefore, in any case, air around the filter 12 at the time of filter regeneration is introduced into the battery chamber 82 via the first fluid passage 85, and is heated at the time of filter regeneration, and exhaust particulates burn and become high temperature. Thus, the hybrid battery 80 in the battery chamber 82 can be warmed (warmed up / warmed) by effectively using the air around the filter 12. As a result, it is possible to efficiently and efficiently avoid a decrease in battery temperature and a decrease in battery output and instability without newly installing dedicated warm-up / warming means.
その場合に、パティキュレートフィルタ12が再生中であっても、電池室内温度が電池環境上限温度より高いときは(ステップS35でNOのときは)、図6の状態が実現する。したがって、フィルタ12の周辺の暖気を電池室82へ導入することが抑制されるから、ハイブリッド用電池80を過度に暖機・加温することによる電池80の劣化や故障(電解液の漏れ等)を防止することができる。   In this case, even when the particulate filter 12 is being regenerated, when the battery room temperature is higher than the battery environment upper limit temperature (NO in step S35), the state of FIG. 6 is realized. Therefore, since introduction of warm air around the filter 12 to the battery chamber 82 is suppressed, deterioration or failure of the battery 80 due to excessive warming / heating of the hybrid battery 80 (electrolyte leakage, etc.) Can be prevented.
一方、パティキュレートフィルタ12が再生中である場合に、乗員室84の暖房がオフのときは(ステップS36でYESのときは)、図9の状態が実現する。したがって、フィルタ12の周辺の暖気は第1流体通路85を介して電池室82へは導入されるが、乗員室84へは導入されなくなるため、乗員室84内の乗員が不快に温かく感じることが回避される。   On the other hand, when the particulate filter 12 is being regenerated, when the passenger compartment 84 is turned off (YES in step S36), the state shown in FIG. 9 is realized. Therefore, the warm air around the filter 12 is introduced into the battery chamber 82 via the first fluid passage 85 but is not introduced into the passenger compartment 84, so that the passenger in the passenger compartment 84 may feel uncomfortable and warm. Avoided.
また、パティキュレートフィルタ12が再生中である場合に、車速が所定の車速より低いときは(ステップS37でYESのときは)、図9の状態が実現する。したがって、車速が低いときに起こり得る第1、第2の流体通路85,86を介しての車外の排気ガスの乗員室84内への浸入を抑制することができ、その結果、乗員室84に暖気に混じって排気ガス濃度の濃い外気が浸入することが低減されて、乗員室84内の乗員が異臭・悪臭を感じることが回避される。   Further, when the particulate filter 12 is being regenerated, if the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed (YES in step S37), the state of FIG. 9 is realized. Therefore, it is possible to suppress the intrusion of exhaust gas outside the vehicle into the passenger compartment 84 via the first and second fluid passages 85 and 86 that can occur when the vehicle speed is low. The intrusion of outside air with a high exhaust gas concentration mixed with warm air is reduced, and it is avoided that the occupant in the passenger compartment 84 feels a strange odor or bad odor.
これに対し、パティキュレートフィルタ12が再生中である場合に、乗員室84の暖房がオンで(ステップS36でNOで)、車速が所定車速より低くないときは(ステップS37でNOのときは)、図7の状態が実現する。したがって、フィルタ12の周辺の暖気は第1流体通路85を介して電池室82に導入された後、さらに第2流体通路86を介して乗員室84に導入されるが、乗員室84は暖房中であり、また暖気に混じって排気ガス濃度の濃い外気が乗員室84へ浸入することもないので何等不具合は生じない。   On the other hand, when the particulate filter 12 is being regenerated, heating of the passenger compartment 84 is on (NO in step S36), and the vehicle speed is not lower than the predetermined vehicle speed (when NO in step S37). The state of FIG. 7 is realized. Therefore, the warm air around the filter 12 is introduced into the battery chamber 82 via the first fluid passage 85 and then introduced into the passenger compartment 84 via the second fluid passage 86, but the passenger compartment 84 is being heated. Moreover, since the outside air having a high exhaust gas concentration mixed with warm air does not enter the passenger compartment 84, no problem occurs.
一方、パティキュレートフィルタ12が再生中でないときは(ステップS32でNOのときは)、図6の状態が実現する。したがって、フィルタ非再生時におけるフィルタ12の周辺の冷気が電池室82へ導入されることがなくなり、その結果、電池室82内のハイブリッド用電池80が外気によって冷却されることが回避される。   On the other hand, when the particulate filter 12 is not being regenerated (NO in step S32), the state of FIG. 6 is realized. Therefore, the cool air around the filter 12 when the filter is not regenerated is not introduced into the battery chamber 82, and as a result, the hybrid battery 80 in the battery chamber 82 is prevented from being cooled by the outside air.
ただし、その場合に、乗員室84の暖房がオンであれば、その暖房空気を有効利用して電池室82内のハイブリッド用電池80を暖機・加温することができる。したがって、フィルタ再生時に発生する熱に加えて、暖房時の熱も利用することで、ハイブリッド用電池80の暖機・加温がより一層高頻度で行われ、電池温度の低下ひいては電池出力の低下・不安定化をより一層無駄なく確実に回避することが可能となる。   However, in this case, if heating of the passenger compartment 84 is on, the heating battery can be used effectively to warm up / warm the hybrid battery 80 in the battery compartment 82. Therefore, by using the heat generated during heating in addition to the heat generated during filter regeneration, the hybrid battery 80 is warmed up and heated more frequently, resulting in a decrease in battery temperature and a decrease in battery output. -Destabilization can be reliably avoided without waste.
本発明は、ディーゼルエンジンのみならず、図12に例示するような、ガソリンエンジン1を搭載したハイブリッド乗用車200等にも好ましく適用可能である。ガソリンエンジン1においても、カーボン等の排気微粒子が排気ガス中に含まれるので、それを捕集するためのパティキュレートフィルタ(図中「PF」と記す)12が排気通路3に配設されている。図例では、電池室82は後部座席の後方にあり、第2の流体通路86は縦に延びて電池室82と乗員室84とをつないでいる。分岐通路87は斜め後方に延びて車体の背面に開口している。送気ファン89はハイブリッド用電池80の直上部で水平に配置されている。   The present invention is preferably applicable not only to a diesel engine but also to a hybrid passenger car 200 equipped with a gasoline engine 1 as illustrated in FIG. Also in the gasoline engine 1, exhaust particulates such as carbon are contained in the exhaust gas. Therefore, a particulate filter (referred to as “PF” in the figure) 12 for collecting the particulates is disposed in the exhaust passage 3. . In the illustrated example, the battery chamber 82 is located behind the rear seat, and the second fluid passage 86 extends vertically to connect the battery chamber 82 and the passenger chamber 84. The branch passage 87 extends obliquely rearward and opens on the rear surface of the vehicle body. The air supply fan 89 is horizontally disposed right above the hybrid battery 80.
以上説明した実施形態は、本発明を実施するための最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、なお種々の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、再生のためのフィルタ12の加熱手段は、後噴射追加(b1,b2)と酸化触媒11との組み合わせであったが、これに代えて、フィルタ12を電熱で加熱する電気式ヒータ等であってもよい。また、上記実施形態では、排気微粒子捕集量Qは、パティキュレートフィルタ12の上流圧力と下流圧力との差圧に基づいて算出していたが、これに代えて、前回フィルタ12を再生してからの走行距離や走行時間(経過時間)等に基づいて排気微粒子捕集量Qを推定してもよい。   The embodiment described above is the best embodiment for carrying out the present invention, but it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, in the above embodiment, the heating means of the filter 12 for regeneration is a combination of the post-injection addition (b1, b2) and the oxidation catalyst 11, but instead, the filter 12 is heated by electric heat. An electric heater or the like may be used. In the above embodiment, the exhaust particulate collection amount Q is calculated based on the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the particulate filter 12, but instead of this, the previous filter 12 is regenerated. The exhaust particulate collection amount Q may be estimated based on the travel distance from the vehicle, the travel time (elapsed time), and the like.
さらに、上記実施形態では、図11の空気流制御のステップS37において車速が所定車速より低いか否かを判定していたが、これに代えて、車速履歴やインフラによる車外情報等に基づき渋滞走行中であるか否かを判定したり、あるいは手動再生スイッチ27の信号を入力して手動再生中であるか否かを判定してもよい(いずれも車速が低車速であることの判断になる)。   Further, in the above embodiment, it is determined whether or not the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed in step S37 of the air flow control in FIG. It may be determined whether or not the vehicle is in the middle of the vehicle, or it may be determined whether or not the manual regeneration is being performed by inputting the signal of the manual regeneration switch 27. ).
また、上記実施形態では、パティキュレートフィルタ12の再生が行われれば、送気ファン89を逆転させて、該フィルタ12の周辺の暖気を電池室82に導入するようにしていたが、これに代えて、ハイブリッド用電池80の温度が所定温度以下になれば、排気微粒子捕集量Qの多少に拘らず、パティキュレートフィルタ12の再生を強制的に行って、ハイブリッド用電池80を暖機・加温するようにしてもよい。   In the above embodiment, if the particulate filter 12 is regenerated, the air supply fan 89 is reversed to introduce the warm air around the filter 12 into the battery chamber 82. Thus, when the temperature of the hybrid battery 80 is equal to or lower than the predetermined temperature, the particulate filter 12 is forcibly regenerated regardless of the amount of exhaust particulate collection Q, so that the hybrid battery 80 is warmed up and heated. You may make it warm.
本発明によれば、フィルタ再生時に発生する熱を有効利用してハイブリッド用電池を暖機・加温することができる。本発明は、排気通路に排気微粒子を捕集するフィルタ部材を備え、かつハイブリッド用電池を積載したエンジンの技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery for hybrids can be warmed up and heated using the heat | fever which generate | occur | produces at the time of filter reproduction | regeneration effectively. The present invention has wide industrial applicability in the technical field of an engine having a filter member for collecting exhaust particulates in an exhaust passage and loaded with a hybrid battery.
本発明の実施の形態に係るエンジン周辺の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram around an engine according to an embodiment of the present invention. 上記エンジン周辺の制御システム図である。FIG. 2 is a control system diagram around the engine. 上記エンジンで、フィルタを再生するため該フィルタを加熱する方法として実行される燃料噴射制御の1例を示すタイムチャートであって、(a)は強制再生時のもの、(b)は手動再生時のものである。3 is a time chart showing an example of fuel injection control executed as a method of heating the filter to regenerate the filter in the engine, wherein (a) is for forced regeneration, and (b) is for manual regeneration. belongs to. 上記エンジンを搭載した車両であるHEVトラックの側面図である。It is a side view of HEV truck which is a vehicle carrying the above-mentioned engine. 上記車両の電池室周辺のレイアウト図であって、およそ図4の点線で囲んだ範囲を示している。FIG. 5 is a layout diagram around the battery compartment of the vehicle, showing a range surrounded by a dotted line in FIG. 4. 図5と類似のレイアウト図であって、三方弁が第1の状態でファンが第1の状態を示している。FIG. 6 is a layout diagram similar to FIG. 5, showing a three-way valve in a first state and a fan in a first state. 図5と類似のレイアウト図であって、三方弁が第1の状態でファンが第2の状態を示している。FIG. 6 is a layout diagram similar to FIG. 5, showing a three-way valve in a first state and a fan in a second state. 図5と類似のレイアウト図であって、三方弁が第2の状態でファンが第1の状態を示している。FIG. 6 is a layout diagram similar to FIG. 5, with the three-way valve in the second state and the fan in the first state. 図5と類似のレイアウト図であって、三方弁が第2の状態でファンが第2の状態を示している。FIG. 6 is a layout diagram similar to FIG. 5, with the three-way valve in the second state and the fan in the second state. 上記エンジンにおけるフィルタ再生制御の具体的動作の1例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the specific operation | movement of filter regeneration control in the said engine. 上記車両における空気流制御の具体的動作の1例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the specific operation | movement of the airflow control in the said vehicle. 上記エンジンを搭載した車両の別の例であるHEV乗用車の側面図であって、電池室周辺のレイアウト図を兼ねている。It is a side view of HEV passenger car which is another example of vehicles carrying the above-mentioned engine, and also serves as a layout view around the battery compartment.
符号の説明Explanation of symbols
1 エンジン
3 排気通路
11 酸化触媒(加熱手段)
12 パティキュレートフィルタ(フィルタ部材)
13 フィルタ上流圧力センサ
14 フィルタ下流圧力センサ
21 燃料噴射弁(加熱手段)
26 車速センサ(車速検出手段)
50 エンジン制御コントロールユニット
70 空気流制御コントロールユニット(制御手段)
80 ハイブリッド用電池
81 車体フロア
82 電池室
84 乗員室
85,86 流体通路(暖気導入手段)
85a 空気導入口(暖気導入手段)
87 分岐通路
88 三方弁(連通状態切換手段)
89 送気ファン(流体状態切換手段、暖気導入抑制手段)
90 電池雰囲気温度センサ(電池温度検出手段)
91 空気調整装置(暖房手段)
100,200 ハイブリッド車両
1 Engine 3 Exhaust passage 11 Oxidation catalyst (heating means)
12 Particulate filter (filter member)
13 Filter upstream pressure sensor 14 Filter downstream pressure sensor 21 Fuel injection valve (heating means)
26 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
50 Engine control control unit 70 Air flow control control unit (control means)
80 Hybrid battery 81 Body floor 82 Battery compartment 84 Crew compartment 85, 86 Fluid passage (warm air introduction means)
85a Air inlet (warm air introduction means)
87 branch passage 88 three-way valve (communication state switching means)
89 Air supply fan (fluid state switching means, warm air introduction suppression means)
90 Battery atmosphere temperature sensor (battery temperature detection means)
91 Air conditioner (heating means)
100,200 Hybrid vehicle

Claims (4)

  1. 排気通路に排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタ部材を備えると共に、車体の所定の位置にハイブリッド用電池が配設された車両のエンジンの制御装置であって、所定のフィルタ再生条件が成立したときに上記フィルタ部材を加熱して捕集した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、上記加熱手段で加熱されたフィルタ部材の周辺の空気を用いて上記ハイブリッド用電池を暖めるべく、上記加熱されたフィルタ部材の周辺の空気を上記ハイブリッド用電池の配設位置の周辺に導入する暖気導入手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。   A control device for a vehicle engine having a filter member for collecting particulates in exhaust gas in an exhaust passage and having a hybrid battery disposed at a predetermined position of a vehicle body, wherein a predetermined filter regeneration condition is satisfied The heating filter is sometimes used to heat the hybrid battery using heating means for burning the exhaust particulate collected by heating the filter member and air around the filter member heated by the heating means. An engine control device comprising: warm air introduction means for introducing air around the member around the position where the hybrid battery is disposed.
  2. ハイブリッド用電池は車体フロアの上方に乗員室と隔離して設けられた電池室に配設され、この電池室と乗員室との間に流体通路が設けられて、該流体通路の連通状態を切り換える連通状態切換手段と、上記流体通路を流れる流体の状態を切り換える流体状態切換手段と、これらの切換手段を制御する制御手段と、乗員室を暖房する暖房手段とが備えられて、上記制御手段は、上記暖房手段の作動中は、上記流体通路を乗員室と電池室とが連通する状態とし、空気が乗員室側から電池室側へ流れる状態とする一方、上記暖房手段の非作動中は、上記流体通路を乗員室と電池室とが連通せず電池室が車外と連通する状態とし、空気が電池室側から車外へ流れる状態とすることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。   The hybrid battery is disposed in a battery chamber provided above the vehicle body floor and separated from the passenger compartment. A fluid passage is provided between the battery compartment and the passenger compartment, and the communication state of the fluid passage is switched. A communication state switching unit; a fluid state switching unit that switches a state of the fluid flowing through the fluid passage; a control unit that controls the switching unit; and a heating unit that heats the passenger compartment. During the operation of the heating means, the fluid passage is in a state where the passenger compartment and the battery chamber communicate with each other, and the air flows from the passenger compartment side to the battery compartment side, while the heating means is not in operation. 2. The engine control according to claim 1, wherein the fluid passage is in a state where the passenger compartment and the battery compartment do not communicate with each other and the battery compartment communicates with the outside of the vehicle, and the air flows from the battery compartment side to the outside of the vehicle. apparatus.
  3. 車速を検出する車速検出手段が備えられ、該検出手段で検出された車速が所定の車速より低いときは、制御手段は、流体通路を乗員室と電池室とが連通する状態とすることを抑制することを特徴とする請求項2に記載のエンジンの制御装置。   Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed is provided, and when the vehicle speed detected by the detection means is lower than a predetermined vehicle speed, the control means suppresses the fluid passage from being in a state where the passenger compartment and the battery chamber are in communication with each other. The engine control device according to claim 2.
  4. ハイブリッド用電池の温度に関連するパラメータを検出する電池温度検出手段と、該検出手段で上記電池温度が所定の温度より高いことが検出されたときは、暖気導入手段の作動を抑制する暖気導入抑制手段とが備えられていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
    Battery temperature detection means for detecting a parameter related to the temperature of the hybrid battery, and warm air introduction suppression that suppresses the operation of the warm air introduction means when the detection means detects that the battery temperature is higher than a predetermined temperature The engine control apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: means.
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