JP2006266115A - Exhaust emission control device for hybrid vehicle - Google Patents

Exhaust emission control device for hybrid vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2006266115A
JP2006266115A JP2005082423A JP2005082423A JP2006266115A JP 2006266115 A JP2006266115 A JP 2006266115A JP 2005082423 A JP2005082423 A JP 2005082423A JP 2005082423 A JP2005082423 A JP 2005082423A JP 2006266115 A JP2006266115 A JP 2006266115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reducing agent
engine
internal combustion
hydrogen
exhaust
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.)
Withdrawn
Application number
JP2005082423A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Suzuki
鈴木  誠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005082423A priority Critical patent/JP2006266115A/en
Publication of JP2006266115A publication Critical patent/JP2006266115A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supply reducing agent to an exhaust emission control catalyst when the same is required without newly providing an exclusive device in relation to an exhaust emission control device for a hybrid vehicle. <P>SOLUTION: Supply timing of reducing agent to an exhaust emission control catalyst provided in an exhaust gas passage is determined. When it is determined based on the determination result that it is time to supply reducing agent, an internal combustion engine is forcedly rotated by a motor under a condition where combustion of the internal combustion engine is stopped. Simultaneously, reducing agent is supplied to an intake air passage or a combustion chamber of the internal combustion engine. The supplied reducing agent is fed to the exhaust gas passage by pumping action when the internal combustion engine is forcedly rotated by the motor. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関とモータとを有し、少なくともモータにより車両を駆動可能なハイブリッド車両の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor and capable of driving the vehicle by at least the motor.

理論空燃比よりもリーンな空燃比で運転することが可能な内燃機関、所謂リーンバーンエンジンが知られている。リーンバーンエンジンから排出される排気ガスには、HCやCOに比較してNOxの濃度が高いという特徴があり、三元触媒のみでは排気ガス中のNOxを十分に浄化することができない。このため、リーンバーンエンジンの排気通路には、三元触媒とともに或いは三元触媒の代わりに、NOxを吸蔵することができるNOx触媒が設けられている。   An internal combustion engine that can be operated at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, a so-called lean burn engine is known. The exhaust gas discharged from the lean burn engine has a feature that the concentration of NOx is higher than that of HC and CO, and NOx in the exhaust gas cannot be sufficiently purified only by the three-way catalyst. For this reason, a NOx catalyst capable of storing NOx is provided in the exhaust passage of the lean burn engine together with or instead of the three-way catalyst.

ところが、NOx触媒の有するNOxの吸蔵能力には限界がある。このため、NOx触媒の吸蔵能力が限界に近づいた場合には、吸蔵しているNOxを放出させて吸蔵能力を回復させてやる必要がある。NOx触媒からNOxを放出させるには、排気ガス中に還元剤を添加することによってNOx触媒を還元雰囲気にすればよい。NOx触媒に吸蔵されているNOxは還元剤によって還元され、無害な窒素になって大気中へ放出される。還元剤としては、エンジンの燃料(例えばガソリン)の他、水素が用いられている。水素は低温での還元能力が高く、還元剤として優れている。特許文献1には、水素タンクを排気通路におけるNOx触媒の上流に接続し、排気通路に直接水素を供給するようにしたシステムが開示されている。
特表2003−507631号公報 特開平6−137135号公報 特開2002−303129号公報
However, the NOx storage capacity of the NOx catalyst is limited. For this reason, when the storage capacity of the NOx catalyst approaches the limit, it is necessary to release the stored NOx and restore the storage capacity. In order to release NOx from the NOx catalyst, the NOx catalyst may be brought into a reducing atmosphere by adding a reducing agent to the exhaust gas. NOx occluded in the NOx catalyst is reduced by the reducing agent, becomes harmless nitrogen, and is released into the atmosphere. As the reducing agent, hydrogen is used in addition to engine fuel (for example, gasoline). Hydrogen has a high reducing ability at low temperatures and is excellent as a reducing agent. Patent Document 1 discloses a system in which a hydrogen tank is connected upstream of a NOx catalyst in an exhaust passage and hydrogen is directly supplied to the exhaust passage.
Japanese translation of PCT publication No. 2003-507631 JP-A-6-137135 JP 2002-303129 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、バルブやパイプ等、排気通路に水素を供給するための専用の部品を新たに設ける必要がある。また、排気通路内の圧力は高いため、水素供給源の圧力によっては、排気通路内に水素を送り込むためのポンプが必要になる場合もある。部品点数の増加に伴うコスト増や搭載性の悪化を抑えるためには、できる限り既存のシステムを用いて水素を供給できるようにしたい。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to newly provide a dedicated part for supplying hydrogen to the exhaust passage, such as a valve and a pipe. Moreover, since the pressure in the exhaust passage is high, a pump for feeding hydrogen into the exhaust passage may be necessary depending on the pressure of the hydrogen supply source. In order to suppress the increase in cost and the deterioration of mountability due to the increase in the number of parts, we want to be able to supply hydrogen using existing systems as much as possible.

なお、燃料として水素を使用可能な内燃機関であれば、例えば、空燃比がリッチになるように水素の噴射量を増量することで、未燃の水素を触媒に供給することができる。しかし、この場合、空燃比の変化によって内燃機関のトルクを変動させてしまう可能性があり、NOx触媒への水素の供給を必要なときに行うことができるとは限らない。また、還元剤として使用できる水素は噴射した水素の一部であり、NOx触媒の還元処理に必要な量以上の水素を噴射する必要がある。つまり、無駄な水素の噴射によって燃費の悪化が生じてしまうおそれもある。   In the case of an internal combustion engine that can use hydrogen as a fuel, for example, unburned hydrogen can be supplied to the catalyst by increasing the injection amount of hydrogen so that the air-fuel ratio becomes rich. However, in this case, there is a possibility that the torque of the internal combustion engine is fluctuated due to a change in the air-fuel ratio, and it is not always possible to supply hydrogen to the NOx catalyst when necessary. Further, hydrogen that can be used as the reducing agent is a part of the injected hydrogen, and it is necessary to inject more hydrogen than is necessary for the reduction treatment of the NOx catalyst. That is, fuel consumption may be deteriorated due to unnecessary hydrogen injection.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気浄化触媒への還元剤の供給を必要なときに行うことができ、しかも、専用の装置を新たに設けることなく行えるようにしたハイブリッド車両の排気浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be performed when it is necessary to supply a reducing agent to the exhaust purification catalyst, and can be performed without newly providing a dedicated device. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for a hybrid vehicle.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関とモータとを有し、少なくとも前記モータにより車両を駆動可能なハイブリッド車両の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路或いは燃焼室内に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気浄化触媒への還元剤の供給時期を判定し、その判定結果から還元剤を供給すべき時期であると判断されるときには、前記内燃機関の燃焼が停止している状態において前記モータによって前記内燃機関を強制的に回転させるとともに、前記還元剤供給手段を作動させて還元剤を供給する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is an exhaust emission control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor and capable of driving a vehicle by at least the motor,
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the intake passage or combustion chamber of the internal combustion engine;
When the supply timing of the reducing agent to the exhaust purification catalyst is determined and it is determined from the determination result that it is time to supply the reducing agent, the motor performs the above-described operation in a state where combustion of the internal combustion engine is stopped. Control means for forcibly rotating the internal combustion engine and operating the reducing agent supply means to supply the reducing agent;
It is characterized by having.

第2の発明は、第1の発明において、前記還元剤供給手段は、還元剤として水素を供給するように構成され、
前記制御手段は、前記内燃機関の始動時を前記排気浄化触媒への水素の供給時期としていることを特徴としている。
In a second aspect based on the first aspect, the reducing agent supply means is configured to supply hydrogen as a reducing agent.
The control means is characterized in that the start time of the internal combustion engine is set as the supply timing of hydrogen to the exhaust purification catalyst.

第3の発明は、第2の発明において、前記制御手段は、前記排気浄化触媒に供給される水素を含む混合気の空燃比が所定の空燃比になるようにスロットルの開度を制御することを特徴としている。   In a third aspect based on the second aspect, the control means controls the opening of the throttle so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture containing hydrogen supplied to the exhaust purification catalyst becomes a predetermined air-fuel ratio. It is characterized by.

第4の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関とモータとを有し、少なくとも前記モータにより車両を駆動可能なハイブリッド車両の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路或いは燃焼室内に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気浄化触媒への還元剤の供給時期を判定し、その判定結果から還元剤を供給すべき時期であると判断されるときには、前記内燃機関の燃焼を停止させるとともに、前記内燃機関の回転停止に先立ち、最後に排気行程を経て停止する気筒を予測し、当該気筒の最後の排気行程において当該気筒から還元剤が排出されるように前記還元剤供給手段から当該気筒に還元剤を供給することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a fourth invention is an exhaust purification device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor, and capable of driving the vehicle by at least the motor,
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the intake passage or combustion chamber of the internal combustion engine;
The supply timing of the reducing agent to the exhaust purification catalyst is determined, and when it is determined that it is time to supply the reducing agent, the combustion of the internal combustion engine is stopped and the rotation of the internal combustion engine is stopped. Prior to the operation, the cylinder that stops last through the exhaust stroke is predicted, and the reducing agent is supplied from the reducing agent supply means to the cylinder so that the reducing agent is discharged from the cylinder in the final exhaust stroke of the cylinder. It is characterized by.

第1の発明によれば、内燃機関の吸気通路或いは燃焼室内に供給された還元剤を、モータにより内燃機関を強制回転させた時のポンプ作用によって排気通路に送ることができるので、排気浄化触媒に還元剤を供給する手段として既存の還元剤供給手段を用いることができる。つまり、排気浄化触媒に還元剤を供給するための専用の装置を設ける必要がない。しかも、第1の発明によれば、内燃機関の燃焼を停止させてもモータによって走行が可能であるので、排気浄化触媒への還元剤の供給を必要なときに行うことができる。   According to the first invention, the reducing agent supplied to the intake passage or the combustion chamber of the internal combustion engine can be sent to the exhaust passage by the pump action when the internal combustion engine is forcibly rotated by the motor. An existing reducing agent supply means can be used as the means for supplying the reducing agent. That is, it is not necessary to provide a dedicated device for supplying the reducing agent to the exhaust purification catalyst. Moreover, according to the first aspect of the invention, the motor can travel even when the combustion of the internal combustion engine is stopped, so that it is possible to supply the reducing agent to the exhaust purification catalyst when necessary.

また、第2の発明によれば、内燃機関の始動に先立ち、排気浄化触媒上での水素と酸素の燃焼反応による反応熱によって排気浄化触媒を暖機することができる。さらに、第3の発明によれば、空燃比の調整によって排気浄化触媒上での水素と酸素の燃焼反応を促進することができ、排気浄化触媒を効率良く暖機することができる。   Further, according to the second aspect of the invention, the exhaust purification catalyst can be warmed up by the reaction heat due to the combustion reaction of hydrogen and oxygen on the exhaust purification catalyst prior to the start of the internal combustion engine. Furthermore, according to the third invention, the combustion reaction of hydrogen and oxygen on the exhaust purification catalyst can be promoted by adjusting the air-fuel ratio, and the exhaust purification catalyst can be warmed up efficiently.

第4の発明によれば、慣性による回転時の内燃機関のポンプ作用を利用して、内燃機関の吸気通路或いは燃焼室内に供給された還元剤を排気通路に送ることができるので、排気浄化触媒に還元剤を供給する手段として既存の還元剤供給手段を用いることができる。しかも、最後に排気行程を経て停止する気筒に還元剤が供給されるので、還元剤が空気で希釈されることを抑えることができ、少量の還元剤で濃い還元雰囲気を作ることができる。   According to the fourth invention, the reducing agent supplied to the intake passage or the combustion chamber of the internal combustion engine can be sent to the exhaust passage by utilizing the pump action of the internal combustion engine during rotation due to inertia. An existing reducing agent supply means can be used as the means for supplying the reducing agent. In addition, since the reducing agent is supplied to the cylinder that finally stops after the exhaust stroke, the reducing agent can be prevented from being diluted with air, and a rich reducing atmosphere can be created with a small amount of reducing agent.

実施の形態1.
以下、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
図1は本発明の排気浄化装置が適用されたハイブリッド車両の駆動システムの構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動システムは、動力装置として内燃機関(以下、エンジンという)2とモータ10とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a drive system for a hybrid vehicle to which an exhaust emission control device of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment includes an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 2 and a motor 10 as power units.

エンジン2は、燃料としてガソリンと水素を利用可能な水素利用内燃機関として構成されている。エンジン2の吸気マニホールド2aには、ガソリンインジェクタ42と水素インジェクタ44が設けられている。ガソリンインジェクタ42はガソリンタンク32に接続され、水素インジェクタ44は水素タンク34に接続されている。これらインジェクタ42,44は気筒毎に設けられているが、図1ではそれぞれ1つのみ図示している。エンジン2の排気マニホールド2bには、排気管4が接続されている。排気管4には、その上流側から順に触媒装置6とマフラ8が設けられている。触媒装置6には、排気浄化触媒である三元触媒6aとNOx触媒6bが収納されている。   The engine 2 is configured as a hydrogen-based internal combustion engine that can use gasoline and hydrogen as fuel. The intake manifold 2 a of the engine 2 is provided with a gasoline injector 42 and a hydrogen injector 44. The gasoline injector 42 is connected to the gasoline tank 32, and the hydrogen injector 44 is connected to the hydrogen tank 34. Although these injectors 42 and 44 are provided for each cylinder, only one is shown in FIG. An exhaust pipe 4 is connected to the exhaust manifold 2 b of the engine 2. The exhaust pipe 4 is provided with a catalyst device 6 and a muffler 8 in order from the upstream side. The catalyst device 6 houses a three-way catalyst 6a and an NOx catalyst 6b which are exhaust purification catalysts.

また、この駆動システムは、駆動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ12を備えている。エンジン2、モータ10、及びジェネレータ12は、動力分割機構14を介して相互に連結されている。動力分割機構14につながるモータ10の回転軸には、減速機16が接続されている。減速機16は、モータ10の回転軸と駆動輪20につながるドライブシャフト18とを連結している。動力分割機構14は、エンジン2の駆動力をジェネレータ12側と減速機16側とに分割する装置である。動力分割機構14による駆動力の配分は任意に変更することができる。   The drive system also includes a generator 12 that generates electric power upon receiving a drive force. The engine 2, the motor 10, and the generator 12 are connected to each other via a power split mechanism 14. A reduction gear 16 is connected to the rotating shaft of the motor 10 connected to the power split mechanism 14. The speed reducer 16 connects the rotation shaft of the motor 10 and a drive shaft 18 connected to the drive wheels 20. The power split mechanism 14 is a device that splits the driving force of the engine 2 into the generator 12 side and the speed reducer 16 side. The distribution of the driving force by the power split mechanism 14 can be arbitrarily changed.

この駆動システムには、さらに、インバータ24、コンバータ26、高圧バッテリ28、及びECU(Electronic Control Unit)40が含まれている。インバータ24は、ジェネレータ12及びモータ10に接続されるとともに、コンバータ26を介して高圧バッテリ28にも接続されている。ジェネレータ12で発電された電力は、インバータ24を介してモータ10に供給することもできるし、インバータ24及びコンバータ26を介して高圧バッテリ28に充電することもできる。また、高圧バッテリ28に充電されている電力は、コンバータ26及びインバータ24を介してモータ10に供給することができる。インバータ24やコンバータ26の制御はECU40によって行われる。ECU40は、インバータ24やコンバータ26の他、エンジン2、モータ10、ジェネレータ12、動力分割機構14等を含む駆動システムの全体を総合的に制御している。   The drive system further includes an inverter 24, a converter 26, a high voltage battery 28, and an ECU (Electronic Control Unit) 40. The inverter 24 is connected to the generator 12 and the motor 10, and is also connected to the high voltage battery 28 via the converter 26. The electric power generated by the generator 12 can be supplied to the motor 10 via the inverter 24, or the high voltage battery 28 can be charged via the inverter 24 and the converter 26. Further, the electric power charged in the high voltage battery 28 can be supplied to the motor 10 via the converter 26 and the inverter 24. Control of the inverter 24 and the converter 26 is performed by the ECU 40. The ECU 40 comprehensively controls the entire drive system including the engine 24, the motor 10, the generator 12, the power split mechanism 14, and the like in addition to the inverter 24 and the converter 26.

この駆動システムによれば、モータ10を停止させてエンジン2の駆動力のみによって駆動輪20を回転させることもできるし、逆に、エンジン2を停止させてモータ10の駆動力のみによって駆動輪20を回転させることもできる。モータ10とエンジン2の双方を作動させ、双方の駆動力によって駆動輪20を回転させることもできる。また、この駆動システムによれば、モータ10をエンジン2のスタータとして機能させることもできる。つまり、エンジン2の始動時、モータ10の駆動力の一部或いは全部を動力分割機構14を介してエンジン2に入力することで、エンジン2をクランキングすることができる。さらに、エンジン2の始動に関係なく、停止しているエンジン2を必要に応じて強制的に回転させることもできる。   According to this drive system, the motor 10 can be stopped and the driving wheel 20 can be rotated only by the driving force of the engine 2. Conversely, the engine 2 is stopped and the driving wheel 20 can be driven only by the driving force of the motor 10. Can also be rotated. It is also possible to operate both the motor 10 and the engine 2 and rotate the driving wheels 20 by both driving forces. Further, according to this drive system, the motor 10 can also function as a starter of the engine 2. That is, when the engine 2 is started, the engine 2 can be cranked by inputting a part or all of the driving force of the motor 10 to the engine 2 via the power split mechanism 14. Further, the stopped engine 2 can be forcibly rotated as necessary regardless of the start of the engine 2.

また、この駆動システムによれば、エンジン2とモータ10とを協調制御することで、最も効率の良い運転領域でエンジン2を運転することができる。その際には、燃焼性に優れた水素をガソリンに添加することによる超リーンバーン運転が行われる。超リーンバーン運転は、理論空燃比よりも遥かにリーンな空燃比で行われる運転であり、燃費の向上やNOxの発生量の低減といった顕著な効果を得ることができる。しかし、超リーンバーン運転時には、エンジン2で発生するNOxの絶対量は減少するものの、NOxの発生量のHCやCOの発生量に対する比率は大きくなる。このため、三元触媒6aのみでは排気ガス中のNOxを十分に浄化することはできない。この駆動システムでは、超リーンバーン運転時に発生したNOxをNOx触媒6bによって吸蔵することで、NOxが大気中へ放出されることを防止している。   Further, according to this drive system, the engine 2 can be operated in the most efficient operation region by cooperatively controlling the engine 2 and the motor 10. At that time, super lean burn operation is performed by adding hydrogen, which is excellent in combustibility, to gasoline. The super lean burn operation is an operation that is performed at an air-fuel ratio that is much leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and can achieve remarkable effects such as improved fuel consumption and reduced NOx generation. However, during the super lean burn operation, although the absolute amount of NOx generated in the engine 2 decreases, the ratio of the generated amount of NOx to the generated amount of HC and CO increases. For this reason, NOx in the exhaust gas cannot be sufficiently purified only by the three-way catalyst 6a. In this drive system, NOx generated during the super lean burn operation is occluded by the NOx catalyst 6b, thereby preventing NOx from being released into the atmosphere.

このようなNOx触媒6bを用いたシステムでは、NOx触媒6bの吸蔵能力が限界に近づいた場合、NOx触媒6bに還元剤を供給してNOx触媒6bの吸蔵能力を回復させてやる必要がある。還元剤としてはガソリンも使用可能であるが、この駆動システムでは、還元剤として優れた水素がエンジン2の燃料として使用されている。この水素を還元剤としてNOx触媒6bに供給することができれば、NOx触媒6bの吸蔵能力を効率よく回復させることができる。   In such a system using the NOx catalyst 6b, when the storage capacity of the NOx catalyst 6b approaches the limit, it is necessary to restore the storage capacity of the NOx catalyst 6b by supplying a reducing agent to the NOx catalyst 6b. Although gasoline can be used as the reducing agent, in this drive system, hydrogen excellent as a reducing agent is used as a fuel for the engine 2. If this hydrogen can be supplied to the NOx catalyst 6b as a reducing agent, the storage capacity of the NOx catalyst 6b can be efficiently recovered.

本実施形態では、ECU40によるエンジン2とモータ10の協調制御によってNOx触媒6bへの水素供給が行われる。図2のフローチャートに示すルーチンは、NOx触媒6bに水素を供給するために実行されるエンジン2とモータ10の協調制御のルーチンである。ECU40は、図2に示すルーチンを一定のクランク角毎に周期的に実行している。   In the present embodiment, hydrogen is supplied to the NOx catalyst 6b by cooperative control of the engine 2 and the motor 10 by the ECU 40. The routine shown in the flowchart of FIG. 2 is a routine for cooperative control of the engine 2 and the motor 10 that is executed to supply hydrogen to the NOx catalyst 6b. The ECU 40 periodically executes the routine shown in FIG. 2 for each constant crank angle.

図2に示すルーチンの最初のステップ100では、NOx触媒6bの還元処理が必要か否か判定される。NOx触媒6bに吸蔵されているNOxの量は、エンジン2の運転時間や走行距離等に基づいて推定することができる。本ステップでは、推定したNOxの吸蔵量と所定の基準値とが比較され、推定吸蔵量が基準値を超えたら、NOx触媒6bの還元処理が必要と判断される。判定の結果、還元処理が必要とされていない場合には、車両の走行状態に応じた通常運転が継続される(ステップ108)。   In the first step 100 of the routine shown in FIG. 2, it is determined whether or not a reduction process of the NOx catalyst 6b is necessary. The amount of NOx occluded in the NOx catalyst 6b can be estimated based on the operation time of the engine 2, the travel distance, and the like. In this step, the estimated NOx occlusion amount is compared with a predetermined reference value, and if the estimated occlusion amount exceeds the reference value, it is determined that the NOx catalyst 6b needs to be reduced. As a result of the determination, when the reduction process is not required, the normal operation according to the traveling state of the vehicle is continued (step 108).

一方、NOx触媒6bの還元処理が必要と判断された場合には、ステップ102,104,106の一連の処理が実行される。まず、ステップ102では、エンジン2の燃焼を停止させる処理が実行される。具体的には、インジェクタ42,44からの燃料供給が停止されるとともに、点火プラグ(図示略)による点火が停止される。また、スロットル(図示略)も閉じられる。これと同時に、バッテリ28に充電されている電力がインバータ24からモータ10へ供給され、モータ10の駆動力による走行が開始される。その際、エンジン2の停止の前後で駆動輪20に伝達される駆動力が変動しないように、モータ10に供給される電力がインバータ24によって調整される。   On the other hand, when it is determined that the reduction process of the NOx catalyst 6b is necessary, a series of processes of steps 102, 104, and 106 are executed. First, in step 102, a process for stopping the combustion of the engine 2 is executed. Specifically, fuel supply from the injectors 42 and 44 is stopped, and ignition by a spark plug (not shown) is stopped. The throttle (not shown) is also closed. At the same time, the electric power charged in the battery 28 is supplied from the inverter 24 to the motor 10 and traveling by the driving force of the motor 10 is started. At that time, the electric power supplied to the motor 10 is adjusted by the inverter 24 so that the driving force transmitted to the driving wheels 20 does not fluctuate before and after the engine 2 is stopped.

次のステップ104では、エンジン2の燃焼が実際に停止したか否か判定される。ECU40がインジェクタ42,44や点火プラグに停止指令を出力してから、エンジン2の燃焼が実際に停止するまでには、タイムラグが生じるからである。エンジン2の燃焼が停止したか否かは、エンジン回転数の変化によって判定することができる。本ステップでは、エンジン回転数の低下速度と所定の基準値とが比較され、エンジン回転数の低下速度が基準値を超えたら、エンジン2の燃焼が停止したと判断される。判定の結果、エンジン2の燃焼が停止するまでは、次のステップ106の処理はスキップされる。   In the next step 104, it is determined whether or not the combustion of the engine 2 has actually stopped. This is because there is a time lag from when the ECU 40 outputs a stop command to the injectors 42 and 44 and the spark plug until the combustion of the engine 2 actually stops. Whether combustion of the engine 2 has stopped can be determined by a change in the engine speed. In this step, the engine speed reduction speed is compared with a predetermined reference value. If the engine speed reduction speed exceeds the reference value, it is determined that the combustion of the engine 2 has stopped. Until the combustion of the engine 2 stops as a result of the determination, the processing of the next step 106 is skipped.

エンジン2の燃焼が停止した場合には、ステップ106の処理が実行される。ステップ106では、動力分割機構14が操作され、モータ10の駆動力の一部が動力分割機構14を介してエンジン2に入力される。これにより、エンジン2はモータ10の駆動力によって強制的に回転させられ、吸気マニホールド2aから空気を吸い込んで排気マニホールド2bへ排出するポンプとして作動する。   When the combustion of the engine 2 has stopped, the process of step 106 is executed. In step 106, the power split mechanism 14 is operated, and a part of the driving force of the motor 10 is input to the engine 2 via the power split mechanism 14. Thus, the engine 2 is forcibly rotated by the driving force of the motor 10 and operates as a pump that sucks air from the intake manifold 2a and discharges it to the exhaust manifold 2b.

また、ステップ106では、モータ10によるエンジン2の強制回転と同時に、ECU40から水素インジェクタ44に噴射指令が供給され、所定量の水素が水素インジェクタ44から噴射される。この場合、各気筒の水素インジェクタ44を作動させてもよく、特定気筒の水素インジェクタ44のみ作動させてもよい。或いは、水素の供給量に応じて作動させる水素インジェクタ44の本数を決めてもよい。水素インジェクタ44から吸気マニホールド2aへ噴射された水素は、エンジン2のポンプ作用によって燃焼室内に吸入され、そのまま排気マニホールド2bへ排出される。エンジン2の燃焼停止時にはスロットルは閉じられているため、水素の空気による希釈度は小さい。したがって、触媒装置6には極めて水素濃度の高いガスが流入することとなり、NOx触媒6bの周囲雰囲気は濃い還元雰囲気とされる。NOx触媒6bに吸蔵されていたNOxは水素によって還元され、無害な窒素となって大気中へ放出される。   In step 106, simultaneously with the forced rotation of the engine 2 by the motor 10, an injection command is supplied from the ECU 40 to the hydrogen injector 44, and a predetermined amount of hydrogen is injected from the hydrogen injector 44. In this case, the hydrogen injector 44 of each cylinder may be operated, or only the hydrogen injector 44 of a specific cylinder may be operated. Alternatively, the number of hydrogen injectors 44 to be operated may be determined according to the supply amount of hydrogen. The hydrogen injected from the hydrogen injector 44 to the intake manifold 2a is sucked into the combustion chamber by the pump action of the engine 2 and is directly discharged to the exhaust manifold 2b. Since the throttle is closed when the combustion of the engine 2 is stopped, the dilution with hydrogen air is small. Therefore, a gas with a very high hydrogen concentration flows into the catalyst device 6, and the ambient atmosphere of the NOx catalyst 6b is a rich reducing atmosphere. The NOx stored in the NOx catalyst 6b is reduced by hydrogen and released into the atmosphere as harmless nitrogen.

所定量の水素をNOx触媒6bに供給し、NOx触媒6bの還元処理が終了した場合には、次回のステップ100の判定結果は否定(No)となる。その場合は、ステップ108に進み、通常運転が再開される。ステップ108では、インジェクタ42,44からの燃料供給と点火プラグによる点火が再開され、エンジン2が再始動される。そして、エンジン2の駆動力による走行が再開される。その際、エンジン2の再始動の前後で駆動輪20に伝達される駆動力が変動しないように、モータ10に供給される電力がインバータ24によって調整される。   When a predetermined amount of hydrogen is supplied to the NOx catalyst 6b and the reduction process of the NOx catalyst 6b is completed, the determination result in the next step 100 is negative (No). In that case, the process proceeds to step 108 and normal operation is resumed. In step 108, fuel supply from the injectors 42 and 44 and ignition by the spark plug are resumed, and the engine 2 is restarted. Then, traveling by the driving force of the engine 2 is resumed. At that time, the electric power supplied to the motor 10 is adjusted by the inverter 24 so that the driving force transmitted to the driving wheel 20 does not fluctuate before and after the restart of the engine 2.

以上説明したルーチンによれば、モータ10によりエンジン2を強制回転させた時のエンジン2のポンプ作用により、水素インジェクタ44から噴射した水素を燃焼させることなく排気管4に送ることができる。したがって、NOx触媒6bに水素を供給するための専用の装置を設ける必要がない。しかも、上記のルーチンによれば、エンジン2の燃焼を停止させている間はモータ10によって走行が行われるので、エンジン2の燃焼は何時でも停止させることができる。つまり、NOx触媒6bの還元処理が必要になったときには、NOx触媒6bへの水素の供給を何時でも行うことができる。   According to the routine described above, the hydrogen injected from the hydrogen injector 44 can be sent to the exhaust pipe 4 without burning by the pump action of the engine 2 when the engine 2 is forcibly rotated by the motor 10. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated device for supplying hydrogen to the NOx catalyst 6b. In addition, according to the above routine, since the motor 10 travels while the combustion of the engine 2 is stopped, the combustion of the engine 2 can be stopped at any time. That is, when it is necessary to reduce the NOx catalyst 6b, hydrogen can be supplied to the NOx catalyst 6b at any time.

なお、上記実施の形態では、ECU40によって上記ルーチンを実行することにより、第1の発明の「制御手段」が実現されている。   In the above-described embodiment, the “control means” of the first invention is realized by the ECU 40 executing the routine.

実施の形態2.
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のハイブリッド車両の排気浄化装置は、図1に示す構成において、ECU40に、図2に示すルーチンに代えて図3に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。ECU40は、図3に示すルーチンを一定のクランク角毎に周期的に実行する。なお、図3において、図2に示すルーチンと同内容の処理については、同一のステップ番号を付している。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The exhaust emission control device for a hybrid vehicle of the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine shown in FIG. 3 instead of the routine shown in FIG. 2 in the configuration shown in FIG. The ECU 40 periodically executes the routine shown in FIG. 3 at every constant crank angle. In FIG. 3, the same step numbers are assigned to the processes having the same contents as the routine shown in FIG.

図3に示すルーチンは、図2に示すルーチンとは、ステップ100からステップ104までの処理は共通しており、ステップ104の判定においてエンジン2の燃焼停止が確認された後の処理が異なっている。本ルーチンでは、エンジン2の燃焼停止後、さらに、エンジン2の回転が停止しているか否か判定される(ステップ110)。エンジン2は、その燃焼が停止した後も慣性によって暫くは回転し、その後、停止に至る。ステップ110の判定時、エンジン2の回転が続いている場合には、ステップ112の処理が実行され、エンジン2の回転が既に停止している場合には、図2に示すルーチンと同様、ステップ106の処理が実行される。   The routine shown in FIG. 3 is common to the routine shown in FIG. 2 from step 100 to step 104, and the processing after the combustion stop of the engine 2 is confirmed in the determination of step 104 is different. . In this routine, after the combustion of the engine 2 is stopped, it is further determined whether or not the rotation of the engine 2 is stopped (step 110). The engine 2 rotates for a while due to inertia even after the combustion stops, and then stops. At the time of determination in step 110, if the engine 2 continues to rotate, the process of step 112 is executed, and if the rotation of the engine 2 has already stopped, as in the routine shown in FIG. The process is executed.

ステップ112の処理が選択された場合、つまり、エンジン2の回転が続いている場合には、エンジン2の慣性エネルギーと行程仕事からエンジン2が停止するまでのクランクシャフトの回転角が算出され、算出されたエンジン停止までの回転角と現在のクランクシャフトの回転位置から、最後に排気行程を経て停止する気筒(最終停止気筒)が予測される。そして、この最終停止気筒が最後の吸気行程にあるときに、ECU40から最終停止気筒の水素インジェクタ44にのみ噴射指令が供給され、最終停止気筒の水素インジェクタ44から所定量の水素が噴射される。最後の吸気行程で水素インジェクタ44から噴射された水素は、エンジン2のポンプ作用によって最終停止気筒の燃焼室内に吸入され、燃焼することなく、その最後の排気行程において排気マニホールド2bへ排出される。そして、排気管4を通って触媒装置6内のNOx触媒6bに供給される。   When the process of step 112 is selected, that is, when the engine 2 continues to rotate, the rotation angle of the crankshaft until the engine 2 stops from the inertia energy and stroke work of the engine 2 is calculated. The cylinder (final stop cylinder) that is finally stopped after the exhaust stroke is predicted from the rotation angle until the engine is stopped and the current rotation position of the crankshaft. When the final stop cylinder is in the final intake stroke, an injection command is supplied from the ECU 40 only to the hydrogen injector 44 of the final stop cylinder, and a predetermined amount of hydrogen is injected from the hydrogen injector 44 of the final stop cylinder. Hydrogen injected from the hydrogen injector 44 in the final intake stroke is sucked into the combustion chamber of the final stop cylinder by the pump action of the engine 2, and is discharged to the exhaust manifold 2b in the final exhaust stroke without burning. Then, the exhaust gas is supplied to the NOx catalyst 6 b in the catalyst device 6 through the exhaust pipe 4.

一方、ステップ106の処理が選択された場合、つまり、エンジン2の回転が既に停止している場合には、モータ10の駆動力の一部が動力分割機構14を介してエンジン2に入力され、モータ10の駆動力によるエンジン2の強制回転が行われる。これと同時に、ECU40からか全気筒或いは特定気筒の水素インジェクタ44に噴射指令が供給され、所定量の水素が水素インジェクタ44から噴射される。水素インジェクタ44から噴射された水素は、エンジン2のポンプ作用によってそのまま排気マニホールド2bへ排出され、排気管4を通って触媒装置6内のNOx触媒6bに供給される。   On the other hand, when the process of step 106 is selected, that is, when the rotation of the engine 2 has already stopped, a part of the driving force of the motor 10 is input to the engine 2 via the power split mechanism 14, The engine 2 is forcibly rotated by the driving force of the motor 10. At the same time, an injection command is supplied from the ECU 40 to the hydrogen injectors 44 of all cylinders or specific cylinders, and a predetermined amount of hydrogen is injected from the hydrogen injector 44. Hydrogen injected from the hydrogen injector 44 is discharged as it is to the exhaust manifold 2 b by the pump action of the engine 2, and is supplied to the NOx catalyst 6 b in the catalyst device 6 through the exhaust pipe 4.

ステップ112或いはステップ106でNOx触媒6bの還元処理が行われた後は、ステップ100の判定結果は否定(No)となる。その場合は、ステップ108に進み、通常運転が再開される。具体的には、エンジン2が再始動され、エンジン2の駆動力による走行が再開される。   After the reduction process of the NOx catalyst 6b is performed in step 112 or step 106, the determination result in step 100 is negative (No). In that case, the process proceeds to step 108 and normal operation is resumed. Specifically, the engine 2 is restarted, and traveling by the driving force of the engine 2 is resumed.

以上説明したルーチンによれば、エンジン2の燃焼停止後、エンジン2が慣性により回転している時のポンプ作用を利用して、水素インジェクタ44から噴射した水素を燃焼させることなく排気管4に送ることができる。したがって、NOx触媒6bに水素を供給するための専用の装置を設ける必要がない。しかも、最後に排気行程を経て停止する最終停止気筒に水素の供給が行われるので、排気マニホールド2bへ排出された水素が他の気筒からの空気によって希釈されることがない。つまり、上記ルーチンによれば、水素が空気で希釈されることを抑えることができ、必要最小量の水素で濃い還元雰囲気を作ることができる。   According to the routine described above, after the combustion of the engine 2 is stopped, the hydrogen injected from the hydrogen injector 44 is sent to the exhaust pipe 4 without burning using the pump action when the engine 2 is rotating due to inertia. be able to. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated device for supplying hydrogen to the NOx catalyst 6b. In addition, since hydrogen is supplied to the final stop cylinder that finally stops through the exhaust stroke, the hydrogen discharged to the exhaust manifold 2b is not diluted with air from other cylinders. That is, according to the above routine, it is possible to suppress the dilution of hydrogen with air, and it is possible to create a rich reducing atmosphere with a minimum amount of hydrogen.

また、上記ルーチンによれば、エンジン2が既に停止している場合には、モータ10によってエンジン2を強制的に回転させることができるので、慣性により回転している時のエンジン2のポンプ作用を利用できなかった場合であっても、確実にNOx触媒6bに水素を供給することができる。   Further, according to the above routine, when the engine 2 has already stopped, the engine 2 can be forcibly rotated by the motor 10, so that the pumping action of the engine 2 when rotating due to inertia is achieved. Even if it cannot be used, hydrogen can be reliably supplied to the NOx catalyst 6b.

なお、上記実施の形態では、ECU40によって図3に示すルーチンを実行することにより、第4の発明の「制御手段」が実現されている。   In the above embodiment, the “control means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the ECU 40 executing the routine shown in FIG.

実施の形態3.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のハイブリッド車両の排気浄化装置は、図1に示す構成において、ECU40に、図4に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
The exhaust purification device for a hybrid vehicle of the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute the routine shown in FIG. 4 in the configuration shown in FIG.

エンジン2の運転時、高温の排気ガスに晒されることで、触媒装置6内の各触媒6a,6bの温度は高温になっている。しかし、モータ10による走行時のようにエンジン2が停止している時には、放熱によって各触媒6a,6bの温度は低下していく。各触媒6a,6bの温度には、その浄化性能が最大となる適正温度が存在しており、適正温度より触媒温度が低すぎると、十分な浄化性能を得ることができない。このため、エンジン2の始動時、触媒温度が低い場合には、触媒温度が適正温度まで上昇するように、各触媒6a,6bを暖機してやる必要がある。図1に示す構成では、少なくとも三元触媒6aを暖機することができれば、理論空燃比下でエンジン2を運転することにより排気エミッションの悪化を防止することができる。   During the operation of the engine 2, the temperature of each of the catalysts 6 a and 6 b in the catalyst device 6 is high by being exposed to high-temperature exhaust gas. However, when the engine 2 is stopped as during travel by the motor 10, the temperatures of the respective catalysts 6a and 6b are lowered by heat radiation. The temperature of each catalyst 6a, 6b has an appropriate temperature at which the purification performance is maximized. If the catalyst temperature is too lower than the appropriate temperature, sufficient purification performance cannot be obtained. For this reason, when the catalyst temperature is low when the engine 2 is started, it is necessary to warm up the catalysts 6a and 6b so that the catalyst temperature rises to an appropriate temperature. In the configuration shown in FIG. 1, if at least the three-way catalyst 6a can be warmed up, the exhaust emission can be prevented from deteriorating by operating the engine 2 under the stoichiometric air-fuel ratio.

触媒を暖機する方法の1つに、燃料を触媒上で酸素と反応させ、その際の反応熱によって触媒を加熱する方法がある。暖機用の燃料としてはガソリンも使用可能であるが、本実施形態の駆動システムでは、燃焼性に優れた水素がエンジン2の燃料として使用されているので、この水素を触媒装置6内の三元触媒6aに供給することができれば、三元触媒6aを効率よく暖機することができる。   One method for warming up the catalyst is a method in which fuel is reacted with oxygen on the catalyst, and the catalyst is heated by reaction heat. Gasoline can also be used as the warm-up fuel. However, in the drive system of this embodiment, hydrogen having excellent combustibility is used as the fuel for the engine 2. If it can supply to the original catalyst 6a, the three-way catalyst 6a can be warmed up efficiently.

本実施形態では、ECU40によるエンジン2とモータ10の協調制御によって三元触媒6aへの水素供給が行われる。図4のフローチャートに示すルーチンは、三元触媒6aに水素を供給するために実行されるエンジン2とモータ10の協調制御のルーチンである。ECU40は、図4に示すルーチンを一定のクランク角毎に周期的に実行している。   In the present embodiment, hydrogen is supplied to the three-way catalyst 6a by cooperative control of the engine 2 and the motor 10 by the ECU 40. The routine shown in the flowchart of FIG. 4 is a routine for cooperative control of the engine 2 and the motor 10 that is executed to supply hydrogen to the three-way catalyst 6a. The ECU 40 periodically executes the routine shown in FIG. 4 for each constant crank angle.

図4に示すルーチンの最初のステップ200では、エンジン2の始動が必要か否か判定される。モータ10による走行からエンジン2による走行に切替えられた場合や、エンジン2によってジェネレータ12を駆動する場合等にエンジン2の始動が行われる。判定の結果、エンジン2の始動が必要とされていない場合には、本ルーチンは終了する。また、これ以降の処理によってエンジン2の始動が完了した場合にも、本ルーチンは終了する。   In the first step 200 of the routine shown in FIG. 4, it is determined whether the engine 2 needs to be started. The engine 2 is started when traveling from the motor 10 is switched to traveling by the engine 2 or when the generator 12 is driven by the engine 2. As a result of the determination, when the engine 2 is not required to be started, this routine ends. The routine is also terminated when the engine 2 has been started by the subsequent processing.

一方、エンジン2の始動が必要と判断された場合には、次に、三元触媒6aの温度が所定の基準値よりも低いか否か判定される(ステップ202)。基準値は適正温度の下限値に設定されている。ステップ202の判定の結果、触媒温度が基準値よりも低い場合には、ステップ204の処理が実行され、触媒温度が基準値以上になっている場合には、ステップ206の処理が実行される。   On the other hand, if it is determined that the engine 2 needs to be started, it is next determined whether or not the temperature of the three-way catalyst 6a is lower than a predetermined reference value (step 202). The reference value is set to the lower limit value of the appropriate temperature. As a result of the determination in step 202, when the catalyst temperature is lower than the reference value, the process of step 204 is executed. When the catalyst temperature is equal to or higher than the reference value, the process of step 206 is executed.

ステップ204の処理が選択された場合、つまり、触媒温度が基準値よりも低い場合には、先ず、動力分割機構14が操作され、モータ10の駆動力の一部或いは全部が動力分割機構14を介してエンジン2に入力される。これにより、エンジン2はモータ10の駆動力によって強制的に回転させられ、吸気マニホールド2aから空気を吸い込んで排気マニホールド2bへ排出するポンプとして作動する。   When the process of step 204 is selected, that is, when the catalyst temperature is lower than the reference value, first, the power split mechanism 14 is operated, and part or all of the driving force of the motor 10 causes the power split mechanism 14 to be operated. Through the engine 2. Thus, the engine 2 is forcibly rotated by the driving force of the motor 10 and operates as a pump that sucks air from the intake manifold 2a and discharges it to the exhaust manifold 2b.

また、ステップ204では、モータ10によるエンジン2の強制回転と同時に、ECU40から水素インジェクタ44に噴射指令が供給され、所定量の水素が水素インジェクタ44から噴射される。さらに、それと同時に、吸気管(図示略)に設けられたスロットルが開かれ、水素の噴射量に応じた量の空気が吸気マニホールド2aへ供給される。空気量はスロットルの開度によって制御することができる。ECU40は、水素と空気の空燃比が触媒上での燃焼反応に適した所定の空燃比になるようにスロットルを制御する。水素インジェクタ44から吸気マニホールド2aへ噴射された水素は、空気とともにエンジン2のポンプ作用によって燃焼室内に吸入され、水素と空気の混合気となって排気マニホールド2bへ排出される。この混合気が排気管4を通って触媒装置6内の三元触媒6aに供給され、水素と酸素が三元触媒6a上で燃焼反応を起こすことで、三元触媒6aは加熱され、三元触媒6aの温度は上昇していく。   In step 204, simultaneously with the forced rotation of the engine 2 by the motor 10, an injection command is supplied from the ECU 40 to the hydrogen injector 44, and a predetermined amount of hydrogen is injected from the hydrogen injector 44. At the same time, a throttle provided in an intake pipe (not shown) is opened, and an amount of air corresponding to the hydrogen injection amount is supplied to the intake manifold 2a. The amount of air can be controlled by the throttle opening. The ECU 40 controls the throttle so that the air-fuel ratio of hydrogen and air becomes a predetermined air-fuel ratio suitable for the combustion reaction on the catalyst. Hydrogen injected from the hydrogen injector 44 to the intake manifold 2a is sucked into the combustion chamber together with air by the pump action of the engine 2, and is discharged into the exhaust manifold 2b as a mixture of hydrogen and air. This air-fuel mixture is supplied to the three-way catalyst 6a in the catalyst device 6 through the exhaust pipe 4, and hydrogen and oxygen cause a combustion reaction on the three-way catalyst 6a, whereby the three-way catalyst 6a is heated and the three-way catalyst. The temperature of the catalyst 6a increases.

ステップ204の処理によって三元触媒6aの温度が上昇し、やがて基準値以上になった場合には、ステップ204の処理からステップ206の処理に切替えられる。ステップ206では、先ず、水素インジェクタ44からの水素の噴射が停止される。そして、ガソリンインジェクタ42からの燃料供給と点火プラグによる点火が開始され、エンジン2が始動される。エンジン2の始動後は、エンジン2から排出される高温の排気ガスが三元触媒6aに供給されることで、三元触媒6aの温度は適正温度に維持される。   When the temperature of the three-way catalyst 6a is increased by the process of step 204 and eventually becomes equal to or higher than the reference value, the process of step 204 is switched to the process of step 206. In step 206, first, the injection of hydrogen from the hydrogen injector 44 is stopped. Then, fuel supply from the gasoline injector 42 and ignition by the spark plug are started, and the engine 2 is started. After the engine 2 is started, the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 2 is supplied to the three-way catalyst 6a, so that the temperature of the three-way catalyst 6a is maintained at an appropriate temperature.

以上説明したルーチンによれば、モータ10によりエンジン2を強制回転させた時のエンジン2のポンプ作用により、水素インジェクタ44から噴射した水素を燃焼させることなく排気管4に送ることができる。これにより、エンジン2の始動に先立ち、三元触媒6a上で水素と酸素を反応させ、その際の反応熱によって三元触媒6aを暖機することができる。しかも、空燃比の調整によって三元触媒6a上での水素と酸素の燃焼反応を促進することができ、三元触媒6aを効率良く暖機することができる。   According to the routine described above, the hydrogen injected from the hydrogen injector 44 can be sent to the exhaust pipe 4 without burning by the pump action of the engine 2 when the engine 2 is forcibly rotated by the motor 10. Thereby, prior to starting the engine 2, hydrogen and oxygen are reacted on the three-way catalyst 6a, and the three-way catalyst 6a can be warmed up by the reaction heat at that time. In addition, the combustion reaction of hydrogen and oxygen on the three-way catalyst 6a can be promoted by adjusting the air-fuel ratio, and the three-way catalyst 6a can be warmed up efficiently.

なお、上記実施の形態では、ECU40によって上記ルーチンを実行することにより、第1の発明の「制御手段」が実現されている。また、第2の発明及び第3の発明にかかる「制御手段」の機能が実現されている。   In the above-described embodiment, the “control means” of the first invention is realized by the ECU 40 executing the routine. Further, the function of the “control means” according to the second and third inventions is realized.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。   While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications may be made.

図1の構成では、水素インジェクタ44を吸気マニホールド2aに配置することとしているが、その配置はこれに限定されるものではない。すなわち、水素インジェクタ44は、燃焼室内に直接、水素を噴射できるようにシリンダヘッドに組み込んでもよい。ガソリンインジェクタ42に関しても同様であり、燃焼室内に直接、ガソリンを噴射できるようにシリンダヘッドにガソリンインジェクタ42を組み込んでもよい。実施の形態2では、最終停止気筒の最後の吸気行程で水素を噴射しているが、燃焼室内に直接、水素を噴射できる場合には、最後の吸気行程から最後の排気行程までの間の任意のタイミングで水素を噴射することができる。   In the configuration of FIG. 1, the hydrogen injector 44 is arranged in the intake manifold 2a, but the arrangement is not limited to this. That is, the hydrogen injector 44 may be incorporated in the cylinder head so that hydrogen can be injected directly into the combustion chamber. The same applies to the gasoline injector 42, and the gasoline injector 42 may be incorporated in the cylinder head so that gasoline can be injected directly into the combustion chamber. In the second embodiment, hydrogen is injected in the last intake stroke of the final stop cylinder. However, if hydrogen can be injected directly into the combustion chamber, an arbitrary period between the last intake stroke and the last exhaust stroke can be set. Hydrogen can be injected at this timing.

また、図1の構成では、水素タンク34に貯蔵された水素を水素インジェクタ44に供給しているが、燃料改質器によって炭化水素系燃料(例えば、ガソリン)から改質された水素を水素インジェクタ44に供給してもよい。燃料改質器による炭化水素系燃料の改質方法には限定はなく、部分酸化反応を利用してもよく、水蒸気改質反応を利用してもよい。或いは、水素化燃料を脱水素反応させることで得られた水素を水素インジェクタ44に供給してもよい。   In the configuration of FIG. 1, hydrogen stored in the hydrogen tank 34 is supplied to the hydrogen injector 44, but hydrogen reformed from a hydrocarbon fuel (for example, gasoline) by the fuel reformer is used as the hydrogen injector. 44 may be supplied. There is no limitation on the method of reforming the hydrocarbon-based fuel by the fuel reformer, and a partial oxidation reaction may be used or a steam reforming reaction may be used. Alternatively, hydrogen obtained by dehydrogenating the hydrogenated fuel may be supplied to the hydrogen injector 44.

また、図1の構成では、ハイブリッド車両はエンジン2によってもモータ10によっても走行可能に構成されているが、本発明を適用するにあたってはハイブリッド車両は少なくともモータ10によって走行可能であればよい。つまり、エンジン2は発電専用であってもよい。   In the configuration of FIG. 1, the hybrid vehicle is configured to be able to travel by both the engine 2 and the motor 10. However, in applying the present invention, the hybrid vehicle only needs to be capable of traveling by at least the motor 10. That is, the engine 2 may be dedicated for power generation.

さらに、上記実施の形態では、NOx触媒6bを還元処理するための還元剤として水素を用いているが、水素以外の還元剤を用いてもよい。例えば、炭化水素系燃料を還元剤として用いてもよい。   Further, in the above embodiment, hydrogen is used as the reducing agent for reducing the NOx catalyst 6b, but a reducing agent other than hydrogen may be used. For example, a hydrocarbon fuel may be used as the reducing agent.

本発明の排気浄化装置が適用されたハイブリッド車両の駆動システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drive system of the hybrid vehicle to which the exhaust gas purification apparatus of this invention was applied. 本発明の実施の形態1において実行されるエンジンとモータの協調制御のルーチンについて示すフローチャートである。It is a flowchart shown about the routine of the engine and motor cooperation control performed in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2において実行されるエンジンとモータの協調制御のルーチンについて示すフローチャートである。It is a flowchart shown about the routine of the cooperative control of the engine and motor performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるエンジンとモータの協調制御のルーチンについて示すフローチャートである。It is a flowchart shown about the routine of the cooperative control of the engine and motor performed in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 エンジン
2a 吸気マニホールド
2b 排気マニホールド
4 排気管
6 触媒装置
6a 三元触媒
6b NOx触媒
8 マフラ
10 モータ
12 ジェネレータ
14 動力分割機構
16 減速機
18 ドライブシャフト
20 駆動輪
24 インバータ
26 コンバータ
28 バッテリ
32 ガソリンタンク
34 水素タンク
40 ECU
42 ガソリンインジェクタ
44 水素インジェクタ
2 Engine 2a Intake manifold 2b Exhaust manifold 4 Exhaust pipe 6 Catalytic device 6a Three-way catalyst 6b NOx catalyst 8 Muffler 10 Motor 12 Generator 14 Power split mechanism 16 Reducer 18 Drive shaft 20 Drive wheel 24 Inverter 26 Converter 28 Battery 32 Gasoline tank 34 Hydrogen tank 40 ECU
42 Gasoline injector 44 Hydrogen injector

Claims (4)

内燃機関とモータとを有し、少なくとも前記モータにより車両を駆動可能なハイブリッド車両の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路或いは燃焼室内に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気浄化触媒への還元剤の供給時期を判定し、その判定結果から還元剤を供給すべき時期であると判断されるときには、前記内燃機関の燃焼が停止している状態において前記モータによって前記内燃機関を強制的に回転させるとともに、前記還元剤供給手段を作動させて還元剤を供給する制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化装置。
An exhaust purification device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor and capable of driving the vehicle by at least the motor,
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the intake passage or combustion chamber of the internal combustion engine;
When the supply timing of the reducing agent to the exhaust purification catalyst is determined and it is determined from the determination result that it is time to supply the reducing agent, the motor performs the above-described operation in a state where combustion of the internal combustion engine is stopped. Control means for forcibly rotating the internal combustion engine and operating the reducing agent supply means to supply the reducing agent;
An exhaust emission control device for a hybrid vehicle comprising:
前記還元剤供給手段は、還元剤として水素を供給するように構成され、
前記制御手段は、前記内燃機関の始動時を前記排気浄化触媒への水素の供給時期としていることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の排気浄化装置。
The reducing agent supply means is configured to supply hydrogen as a reducing agent,
2. The exhaust gas purification apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control means sets the start timing of the internal combustion engine as a supply timing of hydrogen to the exhaust gas purification catalyst.
前記制御手段は、前記排気浄化触媒に供給される水素を含む混合気の空燃比が所定の空燃比になるようにスロットルの開度を制御することを特徴とする請求項2記載のハイブリッド車両の排気浄化装置。   The hybrid vehicle according to claim 2, wherein the control means controls the opening of the throttle so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture containing hydrogen supplied to the exhaust purification catalyst becomes a predetermined air-fuel ratio. Exhaust purification device. 内燃機関とモータとを有し、少なくとも前記モータにより車両を駆動可能なハイブリッド車両の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路或いは燃焼室内に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気浄化触媒への還元剤の供給時期を判定し、その判定結果から還元剤を供給すべき時期であると判断されるときには、前記内燃機関の燃焼を停止させるとともに、前記内燃機関の回転停止に先立ち、最後に排気行程を経て停止する気筒を予測し、当該気筒の最後の排気行程において当該気筒から還元剤が排出されるように前記還元剤供給手段から当該気筒に還元剤を供給することを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化装置。

An exhaust purification device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine and a motor and capable of driving the vehicle by at least the motor,
An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the intake passage or combustion chamber of the internal combustion engine;
The supply timing of the reducing agent to the exhaust purification catalyst is determined, and when it is determined that it is time to supply the reducing agent, the combustion of the internal combustion engine is stopped and the rotation of the internal combustion engine is stopped. Prior to the operation, the cylinder that stops last through the exhaust stroke is predicted, and the reducing agent is supplied from the reducing agent supply means to the cylinder so that the reducing agent is discharged from the cylinder in the final exhaust stroke of the cylinder. An exhaust emission control device for a hybrid vehicle.

JP2005082423A 2005-03-22 2005-03-22 Exhaust emission control device for hybrid vehicle Withdrawn JP2006266115A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005082423A JP2006266115A (en) 2005-03-22 2005-03-22 Exhaust emission control device for hybrid vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005082423A JP2006266115A (en) 2005-03-22 2005-03-22 Exhaust emission control device for hybrid vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006266115A true JP2006266115A (en) 2006-10-05

Family

ID=37202352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005082423A Withdrawn JP2006266115A (en) 2005-03-22 2005-03-22 Exhaust emission control device for hybrid vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006266115A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008133756A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Mazda Motor Corp Control device for vehicle provided with dual-fuel engine
JP2009074448A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Suzuki Motor Corp Exhaust emission control device for hydrogen engine
WO2012014270A1 (en) 2010-07-26 2012-02-02 トヨタ自動車株式会社 Control device for hybrid vehicle
WO2013098973A1 (en) 2011-12-27 2013-07-04 トヨタ自動車株式会社 Exhaust control apparatus for internal combustion engine
JP2015129473A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 マツダ株式会社 Hybrid electric vehicle
JP7415769B2 (en) 2020-04-22 2024-01-17 株式会社デンソー Control device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008133756A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Mazda Motor Corp Control device for vehicle provided with dual-fuel engine
JP2009074448A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Suzuki Motor Corp Exhaust emission control device for hydrogen engine
WO2012014270A1 (en) 2010-07-26 2012-02-02 トヨタ自動車株式会社 Control device for hybrid vehicle
US8843259B2 (en) 2010-07-26 2014-09-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for hybrid vehicle
WO2013098973A1 (en) 2011-12-27 2013-07-04 トヨタ自動車株式会社 Exhaust control apparatus for internal combustion engine
US9683470B2 (en) 2011-12-27 2017-06-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine
JP2015129473A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 マツダ株式会社 Hybrid electric vehicle
JP7415769B2 (en) 2020-04-22 2024-01-17 株式会社デンソー Control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009001265A (en) Method of controlling exhaust gas treatment device of hybrid vehicle, hybrid vehicle propulsion system, and hybrid vehicle
JP3578044B2 (en) Internal combustion engine control device for hybrid vehicle
US5979158A (en) Method of operating an internal combustion engine plant
US20080223019A1 (en) Scr cold start heating system for a diesel exhaust
US20100251698A1 (en) Exhaust purification system for hybrid electric vehicle
JPH10131764A (en) Taking-in control method for direct injection four cylinder engine
JP2008280983A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
RU2719675C2 (en) Methods for reduction of emissions of exhaust gases of engine and solid particles and system of hybrid vehicle
JP2006266115A (en) Exhaust emission control device for hybrid vehicle
US9683470B2 (en) Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine
WO2020208875A1 (en) Reformer system and engine system
US8904761B2 (en) Control apparatus for power unit
US11073059B2 (en) Method and system for exhaust air injection
US20090183497A1 (en) Exhaust gas purifying apparatus
JP2007187111A (en) Internal combustion engine by use of hydrogen
JP4983634B2 (en) Catalyst warm-up controller
JP2009083541A (en) Controller for hybrid vehicle
JP2007113421A (en) Control device of internal combustion engine
JP2007113420A (en) Control device of internal combustion engine
JP2012132360A (en) Internal combustion engine and hybrid vehicle with the same, as well as internal combustion engine control method
JP2009097425A (en) Fuel reforming device
JP2004176602A (en) Controller for internal combustion engine
KR100986488B1 (en) Method for reducing exhaust gas of hard type hybrid electric vehicle
JP2020159241A (en) Engine system
JP2007168523A (en) Power output device, automobile mounted therewith, and control method for power output device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080603