JP2020020312A

JP2020020312A - Air supply system

Info

Publication number: JP2020020312A
Application number: JP2018145837A
Authority: JP
Inventors: 健文山本; Takefumi Yamamoto; 重規浜野; Shigeki Hamano
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-08-02
Also published as: JP7169113B2

Abstract

To efficiently warm a catalyst.SOLUTION: An air supply system 1 comprises: a supercharger 8 connected to an output shaft 2a of an engine 2 via a first clutch 11 and connected to an output shaft 9a of a motor 9 via a second clutch 12; a first passage 15 connected to the supercharger 8, and communicated with an upper stream than a catalyst 7 purifying exhaust gas among exhaust passages 5 of the engine 2; a second passage 16 connected to the supercharger 8 and communicated with an intake passage 4 of the engine 2; and a switch mechanism (valve 14) for switching an emission destination of air compressed by the supercharger 8 between the first passage 15 and the second passage 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空気供給システムに関する。 The present invention relates to an air supply system.

従来、例えば、特許文献１に記載のように、エンジンの排気通路のうち、触媒の上流に圧縮空気を供給し、排気ガス中の未燃の燃料の燃焼によって触媒を暖機する処理が行われている。特許文献１では、圧縮空気を供給するのにモータアシスト付きのターボチェージャーを使用している。 Conventionally, for example, as described in Patent Document 1, a process of supplying compressed air upstream of a catalyst in an exhaust passage of an engine and warming up the catalyst by burning unburned fuel in exhaust gas is performed. ing. In Patent Document 1, a turbocharger with a motor assist is used to supply compressed air.

特開２００５−０１６３５１号公報JP 2005-016351 A

排気通路に空気を供給するためにターボチャージャなどを用いる場合、排気ガスのエネルギを消費するため、触媒暖機の効率が低下するおそれがある。 When a turbocharger or the like is used to supply air to the exhaust passage, energy of exhaust gas is consumed, so that the efficiency of catalyst warm-up may decrease.

本発明は、このような課題に鑑み、触媒暖機をより効率的に行うことが可能な空気供給システムを提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an air supply system capable of performing catalyst warm-up more efficiently.

上記課題を解決するために、本発明の空気供給システムは、エンジンの出力軸に対して第１クラッチを介して接続され、モータの出力軸に対して第２クラッチを介して接続されるスーパチャージャと、スーパチャージャに接続され、エンジンの排気通路のうち、排気ガスを浄化する触媒よりも上流に連通する第１通路と、スーパチャージャに接続され、エンジンの吸気通路に連通する第２通路と、スーパチャージャで圧縮された空気の吐出先を、第１通路と第２通路とで切り換える切換機構と、を備える。 To solve the above problems, an air supply system according to the present invention includes a supercharger connected to an output shaft of an engine via a first clutch and connected to an output shaft of a motor via a second clutch. A first passage connected to the supercharger and communicating upstream of the catalyst for purifying exhaust gas in the exhaust passage of the engine; a second passage connected to the supercharger and communicating with the intake passage of the engine; A switching mechanism for switching the discharge destination of the air compressed by the supercharger between the first passage and the second passage.

モータに電力を供給するバッテリの残容量またはエンジンの熱効率の少なくともいずれかに基づいて第１クラッチおよび第２クラッチを制御するクラッチ制御部と、触媒の温度に基づいて切換機構を制御する切換制御部と、を備えてもよい。 A clutch control unit that controls the first clutch and the second clutch based on at least one of a remaining capacity of a battery that supplies power to the motor and a thermal efficiency of the engine, and a switching control unit that controls a switching mechanism based on a temperature of the catalyst And may be provided.

クラッチ制御部は、バッテリの残容量が所定の閾値以下である場合、第１クラッチを接続して第２クラッチを切断し、バッテリの残容量が所定の閾値よりも大きい場合、エンジンの熱効率に基づいて第１クラッチおよび第２クラッチを接続または切断させてもよい。 The clutch control unit is configured to connect the first clutch and disconnect the second clutch when the remaining capacity of the battery is equal to or less than the predetermined threshold, and to determine whether the remaining capacity of the battery is higher than the predetermined threshold based on the thermal efficiency of the engine. The first clutch and the second clutch may be connected or disconnected.

切換制御部は、触媒の温度が第１温度以上の場合、吐出先を第２通路とするように切換機構を制御してもよい。 When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the first temperature, the switching control unit may control the switching mechanism so that the discharge destination is the second passage.

切換制御部は、触媒の温度が第１温度よりも低い第２温度未満の場合、吐出先を第１通路とするように切換機構を制御してもよい。 When the temperature of the catalyst is lower than the second temperature lower than the first temperature, the switching control unit may control the switching mechanism so that the discharge destination is the first passage.

クラッチ制御部は、触媒の温度が第１温度未満で第２温度以上の場合、第１クラッチおよび第２クラッチを切断してもよい。 The clutch control unit may disconnect the first clutch and the second clutch when the temperature of the catalyst is lower than the first temperature and higher than or equal to the second temperature.

本発明によれば、触媒暖機をより効率的に行うことが可能となる。 According to the present invention, catalyst warm-up can be performed more efficiently.

空気供給システムの概略的な構成を説明するための図である。It is a figure for explaining a schematic structure of an air supply system. 空気供給システムの制御系を説明するための図である。It is a figure for explaining a control system of an air supply system. 通常モードを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a normal mode. モード０を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining mode 0. モード１を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining mode 1; モード２を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining mode 2; 空気供給処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an air supply process.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, and the like shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Elements not directly related to the present invention will be omitted. I do.

図１は、空気供給システム１の概略的な構成を説明するための図である。空気供給システム１は、例えば、車両に搭載される。図１に示すように、空気供給システム１は、エンジン２を有する。エンジン２には、インマニ３（インテークマニホールド）を含む吸気通路４が接続されている。エンジン２には、吸気通路４を介して吸気が流入する。 FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of the air supply system 1. The air supply system 1 is mounted on, for example, a vehicle. As shown in FIG. 1, the air supply system 1 has an engine 2. An intake passage 4 including an intake manifold 3 (intake manifold) is connected to the engine 2. The intake air flows into the engine 2 via the intake passage 4.

また、エンジン２には、エキゾーストマニホールドを含む排気通路５が接続されている。エンジン２から排出された排気は、排気通路５に排出される。排気通路５には、ＥＧＲ通路６の一端が接続される。ＥＧＲ通路６の他端は、インマニ３に接続される。排気通路５に排出された排気の一部は、ＥＧＲ通路６を通ってインマニ３に還流する。 Further, an exhaust passage 5 including an exhaust manifold is connected to the engine 2. The exhaust gas discharged from the engine 2 is discharged to an exhaust passage 5. One end of an EGR passage 6 is connected to the exhaust passage 5. The other end of the EGR passage 6 is connected to the intake manifold 3. Part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage 5 returns to the intake manifold 3 through the EGR passage 6.

排気通路５のうち、ＥＧＲ通路６との接続部よりも下流には、触媒７が設けられる。触媒７は、例えば、三元触媒などで構成され、活性温度まで暖機されると排気を浄化する。 In the exhaust passage 5, a catalyst 7 is provided downstream of a connection with the EGR passage 6. The catalyst 7 is formed of, for example, a three-way catalyst, and purifies exhaust gas when the catalyst 7 is warmed up to the activation temperature.

また、空気供給システム１には、スーパチャージャ８、モータ９、バッテリ１０が設けられる。スーパチャージャ８のシャフト８ａは、エンジン２の出力軸２ａと、第１クラッチ１１を介して接続される。スーパチャージャ８のシャフト８ｂは、モータ９の出力軸９ａと、第２クラッチ１２を介して接続される。 The air supply system 1 includes a supercharger 8, a motor 9, and a battery 10. The shaft 8a of the supercharger 8 is connected to the output shaft 2a of the engine 2 via the first clutch 11. The shaft 8b of the supercharger 8 is connected to the output shaft 9a of the motor 9 via the second clutch 12.

第１クラッチ１１は、スーパチャージャ８のシャフト８ａと、エンジン２の出力軸２ａとを接続、または、切断させる。第２クラッチ１２は、スーパチャージャ８のシャフト８ｂと、モータ９の出力軸９ａとを、接続、または、切断させる。 The first clutch 11 connects or disconnects the shaft 8a of the supercharger 8 and the output shaft 2a of the engine 2. The second clutch 12 connects or disconnects the shaft 8b of the supercharger 8 and the output shaft 9a of the motor 9.

第１クラッチ１１がスーパチャージャ８のシャフト８ａと、エンジン２の出力軸２ａとを接続させ、第２クラッチ１２がスーパチャージャ８のシャフト８ｂと、モータ９の出力軸９ａとを切断させた状態では、スーパチャージャ８は、エンジン２の動力を受けて駆動する（以下、エンジン駆動状態という）。 In a state where the first clutch 11 connects the shaft 8a of the supercharger 8 and the output shaft 2a of the engine 2, and the second clutch 12 disconnects the shaft 8b of the supercharger 8 and the output shaft 9a of the motor 9. The supercharger 8 is driven by receiving the power of the engine 2 (hereinafter, referred to as an engine driving state).

第２クラッチ１２がスーパチャージャ８のシャフト８ｂと、モータ９の出力軸９ａとを接続させ、第１クラッチ１１がスーパチャージャ８のシャフト８ａと、エンジン２の出力軸２ａとを切断させた状態では、スーパチャージャ８は、バッテリ１０からの電力によって駆動したモータ９の動力を受けて駆動する（以下、モータ駆動状態という）。 In a state where the second clutch 12 connects the shaft 8b of the supercharger 8 and the output shaft 9a of the motor 9, and the first clutch 11 disconnects the shaft 8a of the supercharger 8 and the output shaft 2a of the engine 2. The supercharger 8 is driven by receiving the power of the motor 9 driven by the electric power from the battery 10 (hereinafter, referred to as a motor driving state).

副吸気通路１３は、スーパチャージャ８の吸気口に接続される。副吸気通路１３は、上流で吸気通路４に連通してもよいし、吸気通路４とは独立して設けられてもよい。スーパチャージャ８が駆動すると、副吸気通路１３からスーパチャージャ８に吸気が取り込まれる。 The sub intake passage 13 is connected to an intake port of the supercharger 8. The sub intake passage 13 may communicate with the intake passage 4 at an upstream side, or may be provided independently of the intake passage 4. When the supercharger 8 is driven, intake air is taken into the supercharger 8 from the sub intake passage 13.

スーパチャージャ８の吐出口には、バルブ１４（切換機構）が設けられる。バルブ１４には、第１通路１５の一端、および、第２通路１６の一端が接続される。すなわち、第１通路１５、第２通路１６は、バルブ１４を介してスーパチャージャ８に接続される。第１通路１５の他端は、排気通路５のうち、触媒７よりも上流であって、ＥＧＲ通路６の一端よりも下流に接続される。第２通路１６の他端は、インマニ３に接続される。 The discharge port of the supercharger 8 is provided with a valve 14 (switching mechanism). One end of a first passage 15 and one end of a second passage 16 are connected to the valve 14. That is, the first passage 15 and the second passage 16 are connected to the supercharger 8 via the valve 14. The other end of the first passage 15 is connected to the exhaust passage 5 upstream of the catalyst 7 and downstream of one end of the EGR passage 6. The other end of the second passage 16 is connected to the intake manifold 3.

バルブ１４は、例えば、電磁制御により開閉する三方弁である。バルブ１４は、第１連通状態、第２連通状態、切断状態に切換可能である。第１連通状態は、スーパチャージャ８の吐出口と第１通路１５を連通させ、スーパチャージャ８の吐出口と第２通路１６を切断させた状態である。第２連通状態は、スーパチャージャ８の吐出口と第１通路１５を切断させ、スーパチャージャ８の吐出口と第２通路１６を連通させた状態である。すなわち、バルブ１４は、スーパチャージャ８で圧縮された空気の吐出先を、第１通路１５と第２通路１６とで切り換える。また、切断状態は、スーパチャージャ８の吐出口と第１通路１５を切断させ、スーパチャージャ８の吐出口と第２通路１６を切断させた状態である。 The valve 14 is, for example, a three-way valve that opens and closes by electromagnetic control. The valve 14 is switchable between a first communication state, a second communication state, and a disconnected state. The first communication state is a state in which the discharge port of the supercharger 8 communicates with the first passage 15 and the discharge port of the supercharger 8 and the second passage 16 are disconnected. The second communication state is a state in which the discharge port of the supercharger 8 and the first passage 15 are disconnected, and the discharge port of the supercharger 8 and the second passage 16 are connected. That is, the valve 14 switches the discharge destination of the air compressed by the supercharger 8 between the first passage 15 and the second passage 16. In the cut state, the discharge port of the supercharger 8 and the first passage 15 are cut off, and the discharge port of the supercharger 8 and the second passage 16 are cut off.

図２は、空気供給システム１の制御系を説明するための図である。図２に示すように、空気供給システム１は、温度センサＳａ、バッテリセンサＳｂ、回転数センサＳｃ、トルクセンサＳｄ、ＥＣＵ２０、インジェクタ１７、点火プラグ１８、バルブ１４、第１クラッチ１１、第２クラッチ１２、モータ９を有する。 FIG. 2 is a diagram for explaining a control system of the air supply system 1. As shown in FIG. 2, the air supply system 1 includes a temperature sensor Sa, a battery sensor Sb, a rotation speed sensor Sc, a torque sensor Sd, an ECU 20, an injector 17, a spark plug 18, a valve 14, a first clutch 11, and a second clutch. 12, the motor 9 is provided.

温度センサＳａは、例えば、触媒７または触媒７近傍の温度を検出して、検出した温度を示す信号をＥＣＵ２０に出力する。バッテリセンサＳｂは、バッテリ１０の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出し、検出した残容量を示す信号をＥＣＵ２０に出力する。回転数センサＳｃは、エンジン回転数として、例えば、出力軸２ａの回転数を検出して、回転数を示す信号をＥＣＵ２０に出力する。トルクセンサＳｄは、例えば、出力軸２ａに作用する軸トルクを検出し、検出した軸トルクを示す信号をＥＣＵ２０に出力する。 The temperature sensor Sa detects, for example, the temperature of the catalyst 7 or the vicinity of the catalyst 7, and outputs a signal indicating the detected temperature to the ECU 20. The battery sensor Sb detects a state of charge (SOC) of the battery 10 and outputs a signal indicating the detected state of charge to the ECU 20. The rotation speed sensor Sc detects, for example, the rotation speed of the output shaft 2a as the engine rotation speed, and outputs a signal indicating the rotation speed to the ECU 20. The torque sensor Sd detects, for example, a shaft torque acting on the output shaft 2a, and outputs a signal indicating the detected shaft torque to the ECU 20.

ＥＣＵ２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成され、エンジン２を統括制御する。また、ＥＣＵ２０は、プログラムを実行することで、燃料制御部２１、点火制御部２２、切換制御部２３、クラッチ制御部２４、モータ制御部２５として機能する。 The ECU 20 is configured by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), a ROM in which programs and the like are stored, a RAM as a work area, and the like, and controls the engine 2 overall. The ECU 20 functions as a fuel control unit 21, an ignition control unit 22, a switching control unit 23, a clutch control unit 24, and a motor control unit 25 by executing a program.

燃料制御部２１は、エンジン２のインジェクタ１７を制御し、エンジン２の燃焼室に燃料を噴射させる。燃料制御部２１は、インジェクタ１７の燃料噴射タイミングおよび噴射量を制御する。点火制御部２２は、エンジン２の点火プラグ１８を制御し、点火プラグ１８に燃焼室内で火花を生成させる。点火制御部２２は、点火プラグ１８の点火タイミングを制御する。 The fuel control unit 21 controls the injector 17 of the engine 2 to inject fuel into a combustion chamber of the engine 2. The fuel control unit 21 controls the fuel injection timing and the injection amount of the injector 17. The ignition control unit 22 controls the spark plug 18 of the engine 2 and causes the spark plug 18 to generate a spark in the combustion chamber. The ignition control unit 22 controls the ignition timing of the ignition plug 18.

切換制御部２３は、触媒７の温度に基づいてバルブ１４を制御し、バルブ１４を第１連通状態または第２連通状態とする。クラッチ制御部２４は、第１クラッチ１１、第２クラッチ１２を制御し、スーパチャージャ８を、エンジン駆動状態、モータ駆動状態、および、第１クラッチ１１、第２クラッチ１２の双方が切断された状態とする。モータ制御部２５は、モータ駆動状態のとき、バッテリ１０からモータ９に電力を供給してモータ９を駆動させる。 The switching control unit 23 controls the valve 14 based on the temperature of the catalyst 7, and sets the valve 14 to the first communication state or the second communication state. The clutch control unit 24 controls the first clutch 11 and the second clutch 12 and sets the supercharger 8 in an engine driving state, a motor driving state, and a state in which both the first clutch 11 and the second clutch 12 are disconnected. And The motor control unit 25 supplies electric power from the battery 10 to the motor 9 to drive the motor 9 in the motor driving state.

空気供給システム１では、切換制御部２３、クラッチ制御部２４の制御により、通常モード、モード０、モード１、モード２の４つのモードに遷移可能である。以下、各モードについて説明する。 In the air supply system 1, under the control of the switching control unit 23 and the clutch control unit 24, it is possible to make a transition to four modes: normal mode, mode 0, mode 1, and mode 2. Hereinafter, each mode will be described.

図３は、通常モードを説明するための図である。図３に示すように、通常モードでは、副吸気通路１３からスーパチャージャ８に取り込まれた吸気は、圧縮されて第２通路１６に吐出されてインマニ３に流入する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the normal mode. As shown in FIG. 3, in the normal mode, the intake air taken into the supercharger 8 from the sub intake passage 13 is compressed, discharged to the second passage 16 and flows into the intake manifold 3.

切換制御部２３は、触媒７の温度が第１温度以上となっていると、触媒７の暖機が不要であると判断し、通常モードを選択する。切換制御部２３は、バルブ１４を制御し、第２連通状態とする。これにより、エンジン２の気筒に吸気が過給され、出力増加やリーン燃焼が行われる。切換制御部２３は、温度センサＳａからの信号により、触媒７の温度が第１温度以上であるか否かを判断する。第１温度は、例えば、触媒７の暖機の要否を判断する基準となる温度である。 When the temperature of the catalyst 7 is equal to or higher than the first temperature, the switching control unit 23 determines that warm-up of the catalyst 7 is unnecessary, and selects the normal mode. The switching control unit 23 controls the valve 14 to bring it into the second communication state. As a result, the intake air is supercharged into the cylinder of the engine 2, and the output is increased and lean combustion is performed. The switching control unit 23 determines whether the temperature of the catalyst 7 is equal to or higher than the first temperature based on a signal from the temperature sensor Sa. The first temperature is, for example, a reference temperature for determining whether the catalyst 7 needs to be warmed up.

また、クラッチ制御部２４は、バッテリセンサＳｂからの信号に基づいて、バッテリ１０の残容量がバッテリ閾値（所定の閾値）以下であるか否かを判断する。バッテリ閾値は、バッテリ１０の使用可否を判断する基準となる閾値である。バッテリ１０の残容量がバッテリ閾値以下であれば、クラッチ制御部２４は、エンジン駆動状態を選択し、第１クラッチ１１を接続し第２クラッチ１２を切断する。これにより、バッテリ１０の残容量が少ない場合に、バッテリ１０を消耗してしまう事態が回避される。 Further, the clutch control unit 24 determines whether or not the remaining capacity of the battery 10 is equal to or less than a battery threshold (predetermined threshold) based on a signal from the battery sensor Sb. The battery threshold is a threshold serving as a criterion for determining whether the battery 10 can be used. If the remaining capacity of the battery 10 is equal to or less than the battery threshold, the clutch control unit 24 selects the engine driving state, connects the first clutch 11 and disconnects the second clutch 12. As a result, when the remaining capacity of the battery 10 is small, a situation in which the battery 10 is consumed can be avoided.

バッテリ１０の残容量がバッテリ閾値より大きい場合、クラッチ制御部２４は、エンジン２の熱効率に基づいて、エンジン駆動状態およびモータ駆動状態の一方を選択する。エンジン２の熱効率は、エンジン回転数および軸トルクの効率マップとして予め設定されている。クラッチ制御部２４は、回転数センサＳｃからの信号、および、トルクセンサＳｄからの信号に基づいて、効率マップを参照して、エンジン２の熱効率を導出する。そして、クラッチ制御部２４は、導出した熱効率が効率閾値以下であるか否かを判断する。 When the remaining capacity of the battery 10 is larger than the battery threshold, the clutch control unit 24 selects one of the engine driving state and the motor driving state based on the thermal efficiency of the engine 2. The thermal efficiency of the engine 2 is preset as an engine speed and shaft torque efficiency map. The clutch control unit 24 derives the thermal efficiency of the engine 2 with reference to the efficiency map based on the signal from the rotation speed sensor Sc and the signal from the torque sensor Sd. Then, the clutch control unit 24 determines whether the derived thermal efficiency is equal to or less than the efficiency threshold.

エンジン２の熱効率が効率閾値以下であれば、クラッチ制御部２４は、モータ駆動状態を選択し、第１クラッチ１１を切断し第２クラッチ１２を接続する。エンジン２の熱効率が効率閾値より大きければ、クラッチ制御部２４は、エンジン駆動状態を選択し、第１クラッチ１１を接続し第２クラッチ１２を切断する。これにより、エンジン２の熱効率が低い運転条件では、モータ９が用い、エンジン２の熱効率が高い場合には、エンジン２を用いることが可能となる。 If the thermal efficiency of the engine 2 is equal to or less than the efficiency threshold, the clutch control unit 24 selects the motor drive state, disconnects the first clutch 11 and connects the second clutch 12. If the thermal efficiency of the engine 2 is larger than the efficiency threshold, the clutch control unit 24 selects the engine driving state, connects the first clutch 11 and disconnects the second clutch 12. This allows the motor 9 to be used under operating conditions where the thermal efficiency of the engine 2 is low, and the engine 2 to be used when the thermal efficiency of the engine 2 is high.

図４は、モード０を説明するための図である。図４に示すように、モード０では、第１クラッチ１１、第２クラッチ１２の双方が切断される。したがって、スーパチャージャ８は駆動しない。また、切換制御部２３は、バルブ１４を切断状態とする。例えば、燃料制御部２１は、インジェクタ１７の燃料の噴射量を、触媒７の暖機を行っていないときよりも増量させる。点火制御部２２は、点火プラグ１８の点火タイミングを、触媒７の暖機を行っていないときよりも遅角させる（リタード制御）。リタード制御では、例えば、アイドル中に最大遅角となり、エンジン２の要求トルクに応じて遅角量が小さくなる。 FIG. 4 is a diagram for explaining mode 0. As shown in FIG. 4, in mode 0, both the first clutch 11 and the second clutch 12 are disconnected. Therefore, the supercharger 8 is not driven. Further, the switching control unit 23 puts the valve 14 into a disconnected state. For example, the fuel control unit 21 increases the fuel injection amount of the injector 17 compared to when the catalyst 7 is not warmed up. The ignition control unit 22 retards the ignition timing of the ignition plug 18 more than when the catalyst 7 is not warmed up (retard control). In the retard control, for example, the maximum retardation occurs during idling, and the retardation amount decreases according to the required torque of the engine 2.

モード０では、触媒７の暖機に必要なエネルギに対しスーパチャージャ８の駆動に必要なエネルギが大きくなる場合、スーパチャージャ８の駆動を停止させることで触媒７の暖機を効率よく行うことができる。 In mode 0, when the energy required for driving the supercharger 8 is larger than the energy required for warming up the catalyst 7, the driving of the supercharger 8 is stopped to efficiently warm up the catalyst 7. it can.

クラッチ制御部２４は、触媒７の温度が第１温度未満で第２温度以上である場合、第１クラッチ１１および第２クラッチ１２を切断してモード０とする。第２温度は、第１温度よりも低い値である。 When the temperature of the catalyst 7 is lower than the first temperature and equal to or higher than the second temperature, the clutch control unit 24 disconnects the first clutch 11 and the second clutch 12 to set the mode to 0. The second temperature is a value lower than the first temperature.

また、触媒７の温度が第２温度未満であっても、スーパチャージャ８が作動できない場合、モード０が選択される。スーパチャージャ８が作動できない場合とは、例えば、スーパチャージャ８の故障、外気温が低すぎる場合（潤滑油の固着）などである。 If the supercharger 8 cannot be operated even when the temperature of the catalyst 7 is lower than the second temperature, the mode 0 is selected. The case where the supercharger 8 cannot be operated includes, for example, a failure of the supercharger 8 and a case where the outside air temperature is too low (lubricant sticking).

図５は、モード１を説明するための図である。図５に示すように、モード１では、副吸気通路１３からスーパチャージャ８に取り込まれた吸気は、圧縮されて第１通路１５に吐出されて排気通路５に流入する。燃料制御部２１は、インジェクタ１７の燃料の噴射量を、触媒７の暖機を行っていないときよりも増量させる。点火制御部２２は、点火プラグ１８の点火タイミングを、触媒７の暖機を行っていないときよりも遅角させる。 FIG. 5 is a diagram for explaining mode 1. As shown in FIG. 5, in the mode 1, the intake air taken into the supercharger 8 from the auxiliary intake passage 13 is compressed, discharged to the first passage 15 and flows into the exhaust passage 5. The fuel control unit 21 increases the fuel injection amount of the injector 17 compared to when the catalyst 7 is not warmed up. The ignition control unit 22 delays the ignition timing of the ignition plug 18 more than when the catalyst 7 is not warmed up.

切換制御部２３は、触媒７の温度が第２温度未満であり、スーパチャージャ８が作動できる場合、バルブ１４を制御し、第１連通状態とする。クラッチ制御部２４は、触媒７の温度が第２温度未満であり、スーパチャージャ８が作動できる場合、バッテリセンサＳｂからの信号に基づいて、バッテリ１０の残容量が十分であるか否かを判断する。バッテリ１０の残容量が十分であるとは、バッテリ１０の残容量がバッテリ閾値（閾値）より大きいことである。 When the temperature of the catalyst 7 is lower than the second temperature and the supercharger 8 can operate, the switching control unit 23 controls the valve 14 to bring the first communication state. If the temperature of the catalyst 7 is lower than the second temperature and the supercharger 8 can operate, the clutch control unit 24 determines whether the remaining capacity of the battery 10 is sufficient based on a signal from the battery sensor Sb. I do. That the remaining capacity of the battery 10 is sufficient means that the remaining capacity of the battery 10 is larger than a battery threshold (threshold).

クラッチ制御部２４は、バッテリ１０の残容量が十分でなければ、第１クラッチ１１を接続し、第２クラッチ１２を切断してエンジン駆動状態とする。こうして、空気供給システム１がモード１となる。 If the remaining capacity of the battery 10 is not sufficient, the clutch control unit 24 connects the first clutch 11 and disconnects the second clutch 12 to bring the engine into a driving state. Thus, the air supply system 1 is in the mode 1.

図６は、モード２を説明するための図である。モード１ではエンジン駆動状態であるのに対し、図６に示すように、モード２では、モータ駆動状態である点のみが異なる。クラッチ制御部２４は、触媒７の温度が第２温度未満であり、スーパチャージャ８が作動できる場合、バッテリセンサＳｂからの信号に基づいて、バッテリ１０の残容量が十分であるか否かを判断する。クラッチ制御部２４は、バッテリ１０の残容量が十分であれば、第１クラッチ１１を切断し、第２クラッチ１２を接続してモータ駆動状態とする。こうして、空気供給システム１がモード２となる。 FIG. 6 is a diagram for explaining mode 2. The mode 1 is different from the engine driving state only in that the mode 2 is the motor driving state as shown in FIG. If the temperature of the catalyst 7 is lower than the second temperature and the supercharger 8 can operate, the clutch control unit 24 determines whether the remaining capacity of the battery 10 is sufficient based on a signal from the battery sensor Sb. I do. If the remaining capacity of the battery 10 is sufficient, the clutch control unit 24 disconnects the first clutch 11, connects the second clutch 12, and sets the motor drive state. Thus, the air supply system 1 is in the mode 2.

モード１、２では、圧縮空気が触媒７に供給されることから、より多くの燃料を触媒７近傍で燃焼させることが可能となる。そのため、触媒７の暖機を迅速に完了し、リタード制御の長期化を抑制することで燃費悪化を抑制することができる。さらにモード２では、第１クラッチ１１を切断することでエンジン２の駆動負荷が低減されるため、エンジン２の燃焼エネルギを効率的に触媒７の暖機に用いることができる。 In modes 1 and 2, since compressed air is supplied to the catalyst 7, more fuel can be burned near the catalyst 7. Therefore, the warm-up of the catalyst 7 can be quickly completed, and the deterioration of fuel efficiency can be suppressed by suppressing the lengthening of the retard control. Further, in the mode 2, since the driving load of the engine 2 is reduced by disengaging the first clutch 11, the combustion energy of the engine 2 can be efficiently used for warming up the catalyst 7.

図７は、空気供給処理の流れを示すフローチャートである。図７に示す処理は、所定周期で繰り返し実行される。図７に示すように、クラッチ制御部２４は、触媒７の温度が第１温度以上であるかを判断する（Ｓ１００）。触媒７の温度が第１温度以上である場合（Ｓ１００におけるＹＥＳ）、クラッチ制御部２４は、バルブ１４を第２連通状態とする。スーパチャージャ８の吐出先が第２通路１６となる通常モードとなり（Ｓ１０２）、当該空気供給処理が終了する。なお、クラッチ制御部２４は、バッテリ１０の残容量やエンジン２の熱効率に基づいて、エンジン駆動状態またはモータ駆動状態を選択する。 FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the air supply process. The process shown in FIG. 7 is repeatedly executed at a predetermined cycle. As shown in FIG. 7, the clutch control unit 24 determines whether the temperature of the catalyst 7 is equal to or higher than the first temperature (S100). When the temperature of the catalyst 7 is equal to or higher than the first temperature (YES in S100), the clutch control unit 24 sets the valve 14 to the second communication state. The normal mode is reached in which the discharge destination of the supercharger 8 is the second passage 16 (S102), and the air supply process ends. The clutch control unit 24 selects an engine driving state or a motor driving state based on the remaining capacity of the battery 10 and the thermal efficiency of the engine 2.

触媒７の温度が第１温度未満である場合（Ｓ１００におけるＮＯ）、クラッチ制御部２４は、触媒７の温度が第２温度以上であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。触媒７の温度が第２温度以上である場合（Ｓ１０４におけるＹＥＳ）、クラッチ制御部２４は、第１クラッチ１１、第２クラッチ１２の双方が切断されるモード０とし（Ｓ１０８）、当該空気供給処理が終了する。また、切換制御部２３は、バルブ１４を切断状態とする。 If the temperature of the catalyst 7 is lower than the first temperature (NO in S100), the clutch control unit 24 determines whether the temperature of the catalyst 7 is higher than or equal to the second temperature (S104). When the temperature of the catalyst 7 is equal to or higher than the second temperature (YES in S104), the clutch control unit 24 sets the mode 0 in which both the first clutch 11 and the second clutch 12 are disconnected (S108), and performs the air supply process. Ends. Further, the switching control unit 23 puts the valve 14 into a disconnected state.

なお、第２クラッチ１２を切断する代わりに、モータ制御部２５によってバッテリ１０からモータ９への電力の供給を断ち、モータ９の駆動を停止させることによりスーパチャージャ８の作動を停止させてもよい。 Instead of disconnecting the second clutch 12, the operation of the supercharger 8 may be stopped by stopping the supply of power from the battery 10 to the motor 9 by the motor control unit 25 and stopping the driving of the motor 9. .

触媒７の温度が第２温度未満である場合（Ｓ１０４におけるＮＯ）、クラッチ制御部２４は、スーパチャージャ８が作動可能であるか否かを判断する（Ｓ１０６）。スーパチャージャ８が作動可能でない場合（Ｓ１０６におけるＮＯ）、上記のＳ１０８に処理を移してモード０が選択され、当該空気供給処理が終了する。 If the temperature of the catalyst 7 is lower than the second temperature (NO in S104), the clutch control unit 24 determines whether the supercharger 8 is operable (S106). If the supercharger 8 is not operable (NO in S106), the process proceeds to S108, mode 0 is selected, and the air supply process ends.

スーパチャージャ８が作動可能である場合（Ｓ１０６におけるＹＥＳ）、クラッチ制御部２４は、バッテリ１０の残容量が十分であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。バッテリ１０の残容量が十分でない場合（Ｓ１１０におけるＮＯ）、クラッチ制御部２４は、第１クラッチ１１を接続し、第２クラッチ１２を切断してエンジン駆動状態とする（Ｓ１１２）。その後、Ｓ１１６に処理を移し、モード１となる。 If the supercharger 8 is operable (YES in S106), the clutch control unit 24 determines whether the remaining capacity of the battery 10 is sufficient (S110). If the remaining capacity of the battery 10 is not sufficient (NO in S110), the clutch control unit 24 connects the first clutch 11, disconnects the second clutch 12, and sets the engine to a driving state (S112). After that, the processing shifts to S116, where the mode 1 is set.

バッテリ１０の残容量が十分である場合（Ｓ１１０におけるＹＥＳ）、クラッチ制御部２４は、第１クラッチ１１を切断し、第２クラッチ１２を接続してバッテリ駆動状態とする（Ｓ１１４）。その後、Ｓ１１６に処理を移し、モード２となる。 If the remaining capacity of the battery 10 is sufficient (YES in S110), the clutch control unit 24 disconnects the first clutch 11, connects the second clutch 12, and sets the battery drive state (S114). After that, the processing is shifted to S116, and the mode 2 is set.

切換制御部２３は、バルブ１４を第１連通状態とする（Ｓ１１６）。副吸気通路１３からスーパチャージャ８に取り込まれた吸気は圧縮される。圧縮された空気は、第１通路１５に吐出されて排気通路５に流入する。以上により、当該空気供給処理が終了する。 The switching control unit 23 sets the valve 14 to the first communication state (S116). The intake air taken into the supercharger 8 from the sub intake passage 13 is compressed. The compressed air is discharged to the first passage 15 and flows into the exhaust passage 5. Thus, the air supply process ends.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the claims, and it is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態では、温度センサＳａが設けられる場合について説明した。しかし、温度センサＳａは必須の構成ではない。温度センサＳａを設けず、外気温やエンジン２の運転条件から、触媒７の温度を推定してもよい。また、排気通路５のうち、触媒７の上流および下流に設けられた空燃比（Ａ／Ｆ：Air-Fuel Ratio）センサによって、触媒７による浄化作用から逆算して、触媒７が暖機されているかを判断してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the temperature sensor Sa is provided has been described. However, the temperature sensor Sa is not an essential component. The temperature of the catalyst 7 may be estimated from the outside air temperature or the operating conditions of the engine 2 without providing the temperature sensor Sa. Further, in the exhaust passage 5, air-fuel ratio (A / F) sensors provided upstream and downstream of the catalyst 7 reversely calculate the purifying action of the catalyst 7 to warm up the catalyst 7. May be determined.

また、上述した実施形態では、バルブ１４は、第１連通状態または第２連通状態に切換可能である場合について説明した。しかし、バルブ１４は、例えば、スーパチャージャ８から吐出された圧縮空気を、第１通路１５と第２通路１６の双方に分配してもよい。バルブ１４は、その分配比率を調整可能であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the valve 14 can be switched to the first communication state or the second communication state has been described. However, the valve 14 may, for example, distribute the compressed air discharged from the supercharger 8 to both the first passage 15 and the second passage 16. The valve 14 may be capable of adjusting its distribution ratio.

また、上述した実施形態では、バッテリ１０の残容量、および、エンジン２の熱効率の双方に基づいて、第１クラッチ１１および第２クラッチ１２を制御する場合について説明した。しかし、バッテリ１０の残容量またはエンジン２の熱効率の少なくともいずれかに基づいて、第１クラッチ１１および第２クラッチ１２を制御すればよい。 In the above-described embodiment, the case where the first clutch 11 and the second clutch 12 are controlled based on both the remaining capacity of the battery 10 and the thermal efficiency of the engine 2 has been described. However, the first clutch 11 and the second clutch 12 may be controlled based on at least one of the remaining capacity of the battery 10 and the thermal efficiency of the engine 2.

また、上述した実施形態では、モード０が設けられる場合について説明した。ただし、モード０は必須の制御ではない。ただし、モード０が設けられる場合、暖機にそれほど大きな熱量が不要であるにもかかわらず、触媒７に圧縮空気を供給し、多量の燃料増量が行われて燃料を浪費してしまう事態を回避することが可能となる。 In the above-described embodiment, the case where the mode 0 is provided has been described. However, mode 0 is not an essential control. However, in the case where the mode 0 is provided, it is possible to avoid a situation in which compressed air is supplied to the catalyst 7 and a large amount of fuel is increased and fuel is wasted even though a large amount of heat is not required for warming up. It is possible to do.

また、スーパチャージャ８による圧縮空気の吐出量は、可変制御されてもよい。例えば、スーパチャージャ８は、第１クラッチ１１、第２クラッチ１２、モータ９などにより、回転数が制御されてもよいし、スーパチャージャ８自体に、吐出量を可変させる機構が設けられてもよい。これにより、触媒７への圧縮空気の供給量の最適化が図られ、触媒７の暖機が迅速化する。具体的には、外気温に対して空気量が設定された暖機マップが設けられる。外気温および暖機マップから、供給する空気量が特定され、空気量に対応して燃料の噴射量が増加される。 Further, the discharge amount of the compressed air by the supercharger 8 may be variably controlled. For example, the number of revolutions of the supercharger 8 may be controlled by the first clutch 11, the second clutch 12, the motor 9, or the like, or the supercharger 8 itself may be provided with a mechanism for varying the discharge amount. . As a result, the supply amount of the compressed air to the catalyst 7 is optimized, and the warm-up of the catalyst 7 is speeded up. Specifically, a warm-up map in which the amount of air is set with respect to the outside air temperature is provided. The amount of air to be supplied is specified from the outside temperature and warm-up map, and the fuel injection amount is increased in accordance with the amount of air.

本発明は、空気供給システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for an air supply system.

１空気供給システム
２エンジン
２ａ出力軸
４吸気通路
５排気通路
７触媒
８スーパチャージャ
９モータ
９ａ出力軸
１０バッテリ
１１第１クラッチ
１２第２クラッチ
１４バルブ（切換機構）
１５第１通路
１６第２通路
２３切換制御部
２４クラッチ制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air supply system 2 Engine 2a Output shaft 4 Intake passage 5 Exhaust passage 7 Catalyst 8 Supercharger 9 Motor 9a Output shaft 10 Battery 11 First clutch 12 Second clutch 14 Valve (switching mechanism)
15 First passage 16 Second passage 23 Switching control unit 24 Clutch control unit

Claims

A supercharger connected to the output shaft of the engine via a first clutch and connected to the output shaft of the motor via a second clutch;
A first passage connected to the supercharger and communicating upstream of a catalyst for purifying exhaust gas in an exhaust passage of the engine;
A second passage connected to the supercharger and communicating with an intake passage of the engine;
A switching mechanism that switches the discharge destination of the air compressed by the supercharger between the first passage and the second passage;
An air supply system comprising:

A clutch control unit that controls the first clutch and the second clutch based on at least one of a remaining capacity of a battery that supplies power to the motor and a thermal efficiency of the engine;
A switching control unit that controls the switching mechanism based on the temperature of the catalyst;
The air supply system according to claim 1, comprising:

The clutch control unit, when the remaining capacity of the battery is equal to or less than a predetermined threshold, connects the first clutch to disconnect the second clutch, and when the remaining capacity of the battery is larger than the predetermined threshold. The air supply system according to claim 2, wherein the first clutch and the second clutch are connected or disconnected based on a thermal efficiency of the engine.

4. The air supply system according to claim 2, wherein the switching control unit controls the switching mechanism such that the discharge destination is the second passage when the temperature of the catalyst is equal to or higher than a first temperature. 5.

The air according to claim 4, wherein the switching control unit controls the switching mechanism so that the discharge destination is the first passage when the temperature of the catalyst is lower than a second temperature lower than the first temperature. Feeding system.

The air supply system according to claim 5, wherein the clutch control unit disconnects the first clutch and the second clutch when the temperature of the catalyst is lower than the first temperature and equal to or higher than the second temperature.