JP2023095234A - Exhaust emission control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたエンジン本体の燃焼室から排出された排気ガスが流通する排気通路と、排気通路に配設されて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタの上流の排気通路に配設されて排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒とを有する車両の排気浄化装置に関する。 The present invention provides an exhaust passage through which exhaust gas discharged from a combustion chamber of an engine body mounted on a vehicle flows, a particulate filter disposed in the exhaust passage to collect soot in the exhaust gas, and a particulate filter. The present invention relates to an exhaust emission control system for a vehicle having an oxidation catalyst arranged in an exhaust passage upstream of a filter for burning unburned fuel in the exhaust gas.
エンジン本体から排出される排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタを備えた車両が知られている。このような車両では、パティキュレートフィルタの煤の捕集能力を維持するべく、捕集されている煤量が多くなるとパティキュレートフィルタ内の煤を燃焼させてこれから除去することが行われる。 Vehicles equipped with a particulate filter that collects soot in exhaust gas discharged from an engine body are known. In such a vehicle, in order to maintain the soot trapping ability of the particulate filter, when the amount of trapped soot increases, the soot inside the particulate filter is burned to be removed.
例えば、特許文献1には、エンジンと当該エンジンが回生制動を行う電気機器とが搭載された車両であって、パティキュレートフィルタに捕集されている煤量が多くなると、エンジン本体を介してパティキュレートフィルタに酸素を供給してパティキュレートフィルタ内で煤を燃焼させるようにしたものが開示されている。特許文献1の車両では、エンジンの減速運転時であってエンジン本体への燃料供給の停止要求がある時であってもパティキュレートフィルタの温度が所定の温度よりも高いときは、パティキュレートフィルタの温度が過昇温するのを防止するべくエンジン本体への燃料供給を行ってパティキュレートフィルタに供給される酸素が過大になるのを抑制するとともに、回生制動の度合いを増加させるようにしている。
For example,
特許文献1の車両では、エンジン本体への燃料供給の停止要求がある時に当該要求に逆らってエンジン本体に燃料供給を行う場合には回生制動の度合いを増加させている。そのため、エンジン本体の減速度の低下を抑制することができる。ただし、特許文献1の車両では、回生制動の度合いを単に増加させているだけであるため、運転者に適切な減速感を提供できないおそれがある。
In the vehicle of
本発明の目的は、パティキュレートフィルタを備えた車両においてパティキュレートフィルタの再生を可能としつつ適切な減速感を実現できる車両の排気浄化装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust emission control system for a vehicle that can regenerate the particulate filter and realize an appropriate deceleration feeling in a vehicle equipped with the particulate filter.
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、車両に搭載されたエンジン本体の燃焼室から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に配設されて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの上流の前記排気通路に配設されて排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒とを有する車両の排気浄化装置において、車輪からの回転力を受けて発電する発電装置と、前記発電装置の発電量を変更可能な発電量変更装置と、前記燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置と、前記パティキュレートフィルタに捕集されている煤の量である煤捕集量を検出する煤捕集量検出装置と、前記燃料供給装置と前記発電量変更装置を制御し、前記燃料供給装置から前記燃焼室への燃料供給を停止する燃料カット制御、および、前記酸化触媒に未燃燃料が導入されるように前記燃料供給装置から前記燃焼室に燃料を供給させて前記パティキュレートフィルタを昇温する再生制御を実施する、制御装置とを備え、前記制御装置は、車両に設けられたアクセルペダルの開度に基づいて前記燃料カット制御を実施する燃料カット条件が成立したか否かの判定、および、前記煤捕集量検出装置の検出結果に基づいて前記再生制御を実施する再生条件が成立したか否かの判定を行う判定部と、前記エンジン本体と車輪とが連結されている状態で前記燃料カット条件と前記再生条件の双方が成立したときに、前記発電量変更装置によって前記発電装置の発電量を増大させ且つ前記燃料カット制御を禁止して前記再生制御を許可する減速再生制御を実施する減速再生制御部とを備え、前記減速再生制御部は、前記減速再生制御の実施時に、前記アクセルペダルの開度および車速に基づいて前記エンジン本体に要求される車輪に制動力を付与するための負のエンジントルクを算出するとともに、算出した負のエンジントルクと前記再生制御の実施に伴って生じるエンジントルクである再生トルクとの偏差に基づいて前記発電量の増大量を算出する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an exhaust passage through which exhaust gas discharged from a combustion chamber of an engine body mounted on a vehicle flows; and an oxidation catalyst disposed in the exhaust passage upstream of the particulate filter to burn unburned fuel in the exhaust gas, wherein rotation from the wheels a power generation device that generates power by receiving power; a power generation amount changing device that can change the power generation amount of the power generation device; a fuel supply device that supplies fuel to the combustion chamber; and soot trapped in the particulate filter. A soot collection amount detection device that detects the amount of collected soot, and a fuel cut that controls the fuel supply device and the power generation amount change device and stops the fuel supply from the fuel supply device to the combustion chamber. and a control device for executing regeneration control for raising the temperature of the particulate filter by supplying fuel from the fuel supply device to the combustion chamber so that unburned fuel is introduced into the oxidation catalyst. , the control device determines whether a fuel cut condition for performing the fuel cut control is satisfied based on the opening degree of an accelerator pedal provided in the vehicle, and the detection result of the soot collection amount detection device. and a determination unit that determines whether or not a regeneration condition for performing the regeneration control is satisfied based on the above, and both the fuel cut condition and the regeneration condition are satisfied in a state where the engine body and the wheels are connected. a deceleration regeneration control unit for performing deceleration regeneration control for increasing the power generation amount of the power generation device by the power generation amount changing device and prohibiting the fuel cut control and permitting the regeneration control when the deceleration When the deceleration regeneration control is performed, the regeneration control unit calculates a negative engine torque for applying a braking force to the wheels required of the engine body based on the opening degree of the accelerator pedal and the vehicle speed. The amount of increase in the amount of power generation is calculated based on a deviation between the negative engine torque obtained and the regeneration torque, which is the engine torque generated by the execution of the regeneration control.
この構成では、酸化触媒に未燃燃料が導入されるように燃料供給装置から燃焼室に燃料を供給する再生制御が実施される。そのため、酸化触媒で未燃燃料を燃焼させてパティキュレートフィルタに導入される排気ガスの温度を高めることができ、パティキュレートフィルタに捕集されている煤を燃焼除去してパティキュレートフィルタを再生することができる。また、この再生制御を実施する再生条件の成否が煤捕集量検出装置の検出結果に基づいてなされるので、パティキュレートフィルタの煤捕集能力を良好な状態に維持できる。特に、燃料カット条件の成立時であっても再生条件が成立しているときは燃料カット制御が禁止されて燃焼室および酸化触媒に未燃燃料が供給される。従って、燃料カット条件の成否に関わらずパティキュレートフィルタを適切なタイミングで再生でき、パティキュレートフィルタの煤捕集能力を確実に良好な状態に維持できる。 In this configuration, regeneration control is performed to supply fuel from the fuel supply device to the combustion chamber so that unburned fuel is introduced into the oxidation catalyst. Therefore, the oxidation catalyst burns the unburned fuel to increase the temperature of the exhaust gas introduced into the particulate filter, and burns and removes the soot trapped in the particulate filter to regenerate the particulate filter. be able to. In addition, since the success or failure of the regeneration conditions for executing this regeneration control is made based on the detection result of the soot collection amount detection device, the soot collection ability of the particulate filter can be maintained in a favorable state. In particular, when the regeneration condition is satisfied even when the fuel cut condition is satisfied, the fuel cut control is prohibited and the unburned fuel is supplied to the combustion chamber and the oxidation catalyst. Therefore, regardless of the success or failure of the fuel cut condition, the particulate filter can be regenerated at appropriate timing, and the soot trapping ability of the particulate filter can be reliably maintained in a good state.
ただし、エンジン本体と車輪とが連結されているときに、燃料カット条件が成立しているにも関わらず再生制御を実施して燃焼室に燃料を供給すると、燃料の一部が燃焼室で燃焼することでエンジン本体から車輪に正のトルク(駆動トルク)が付与される。そのため、車両の減速度が、運転者が車両に求めている減速度よりも低くなってしまう。これに対して、この構成では、エンジン本体と車輪とが連結されている状態で燃料カット条件と再生条件の双方が成立したときは、車輪の回転力を受けて発電する発電装置の発電量が増大されて、発電装置から車輪に負のトルク(制動トルク)が付与される。そのため、車両の減速度の低下を抑制できる。しかも、この構成では、車輪に制動力を付与するためにエンジン本体に要求される負のエンジントルクがアクセルペダルの開度および車速に基づいて算出され、算出されたこの負のエンジントルクと再生制御の実施に伴って生じるエンジントルクとの偏差に応じて発電量の増大量が決定される。従って、車両の減速度を、車両の走行状態に応じた適切な減速度にでき、運転者に適切な減速感を提供することができる。 However, when the engine body and wheels are connected, if regeneration control is performed and fuel is supplied to the combustion chamber even though the fuel cut condition is satisfied, part of the fuel will burn in the combustion chamber. As a result, positive torque (driving torque) is applied from the engine body to the wheels. Therefore, the deceleration of the vehicle becomes lower than the deceleration desired by the driver. On the other hand, in this configuration, when both the fuel cut condition and the regeneration condition are satisfied while the engine body and the wheels are connected, the amount of power generated by the power generation device that generates power by receiving the rotational force of the wheels is reduced. It is increased and a negative torque (braking torque) is applied from the power generator to the wheels. Therefore, a decrease in deceleration of the vehicle can be suppressed. Moreover, in this configuration, the negative engine torque required for the engine body to apply the braking force to the wheels is calculated based on the opening degree of the accelerator pedal and the vehicle speed. The amount of increase in the amount of power generation is determined according to the deviation from the engine torque that occurs with the implementation of . Therefore, the deceleration of the vehicle can be appropriately decelerated according to the running state of the vehicle, and the driver can be provided with an appropriate deceleration feeling.
前記構成において、好ましくは、前記発電装置により充電されるバッテリを備え、前記判定部は、前記バッテリのSOCが所定の判定SOC以上であるか否かを判定し、前記制御装置は、前記燃料カット条件と前記再生条件の双方が成立した場合であっても前記バッテリのSOCが前記判定SOC以上のときは、前記減速再生制御を禁止して、前記燃料カット制御を許可するとともに前記再生制御および前記発電量の増大制御を停止する(請求項2)。 In the above configuration, preferably, a battery charged by the power generation device is provided, the determination unit determines whether the SOC of the battery is equal to or higher than a predetermined determination SOC, and the control device performs the fuel cut. When the SOC of the battery is equal to or higher than the determination SOC even when both the condition and the regeneration condition are satisfied, the deceleration regeneration control is prohibited, the fuel cut control is permitted, and the regeneration control and the regeneration condition are permitted. The power generation amount increase control is stopped (claim 2).
この構成によれば、バッテリのSOCが判定SOC以上と高いときに減速再生制御の実施に伴う発電量の増大によってバッテリが過充電になるのを回避できる。 According to this configuration, when the SOC of the battery is higher than the determination SOC, it is possible to prevent the battery from being overcharged due to an increase in the amount of power generated due to the execution of the deceleration regeneration control.
前記構成において、好ましくは、前記燃料供給装置は、エンジントルクを得るための燃料を前記燃焼室内に噴射するメイン噴射と、当該メイン噴射よりも遅く且つ前記酸化触媒に未燃燃料が導入されるタイミングで前記燃焼室内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施可能であり、前記制御装置は、前記再生制御の実施時に、前記燃料供給装置に前記ポスト噴射を実施させることで前記酸化触媒に未燃燃料を導入するとともに、エンジン回転数が高いまたは前記パティキュレートフィルタの上流の前記排気通路内の排気ガスの温度が低いほど前記ポスト噴射の噴射量を増大させ、前記減速再生制御部は、前記減速再生制御の実施時に、車速が大きいほど前記負のエンジントルクの絶対値が大きくなるように当該負のエンジントルクを算出するとともに、前記ポスト噴射の噴射量が多いほど前記再生トルクが大きくなるように当該再生トルクを算出する(請求項3)。 In the above configuration, preferably, the fuel supply device includes main injection for injecting fuel for obtaining engine torque into the combustion chamber, and timing at which unburned fuel is introduced into the oxidation catalyst later than the main injection. and a post-injection for injecting fuel into the combustion chamber at the time of performing the regeneration control. is introduced, and the higher the engine speed or the lower the temperature of the exhaust gas in the exhaust passage upstream of the particulate filter, the more the injection amount of the post injection is increased, and the deceleration regeneration control unit controls the deceleration regeneration During execution of control, the negative engine torque is calculated so that the absolute value of the negative engine torque increases as the vehicle speed increases, and the regeneration torque increases as the injection amount of the post injection increases. A regeneration torque is calculated (claim 3).
この構成では、エンジン回転数が高く排気ガスの流量が大きいことで酸化触媒が温度上昇しにくい場合、および、パティキュレートフィルタの上流側の排気ガスの温度が低いことでパティキュレートフィルタで煤が燃焼しにくい場合に、ポスト噴射量が多くされてより多くの未燃ガスが酸化触媒に導入されるので、酸化触媒およびパティキュレートフィルタ内の温度を高めて煤の燃焼を促進できる。 In this configuration, when the engine speed is high and the flow rate of the exhaust gas is large, the temperature of the oxidation catalyst does not rise easily, and when the temperature of the exhaust gas on the upstream side of the particulate filter is low, soot is burned in the particulate filter. When it is difficult to do so, the post-injection amount is increased and more unburned gas is introduced into the oxidation catalyst, so that the temperatures in the oxidation catalyst and the particulate filter can be raised to promote the combustion of soot.
また、この構成では、ポスト噴射の噴射量が多いことで燃焼室で燃焼する燃料の量が多くなりやすいときほど再生トルクが大きい値に算出されるので、当該再生トルクを適切に算出できる。また、車速が大きく運転者が要求する減速度が高いほど上記の負のエンジントルクの絶対値が大きくされるので、負のエンジントルクを運転者の要求に対応した適切な値として算出できる。そして、これら再生トルクおよび負のエンジントルクが適切に算出されることで、発電装置の発電量を適切な量に制御でき、より確実に運転者の要求に応じた減速度を実現できる。 In addition, in this configuration, the regeneration torque is calculated to be a larger value as the amount of fuel combusted in the combustion chamber tends to increase due to a larger injection amount of the post-injection, so the regeneration torque can be calculated appropriately. Also, the higher the vehicle speed and the higher the deceleration requested by the driver, the larger the absolute value of the negative engine torque. Therefore, the negative engine torque can be calculated as an appropriate value corresponding to the driver's request. By appropriately calculating the regeneration torque and the negative engine torque, the amount of power generated by the power generator can be controlled to an appropriate amount, and the deceleration that meets the driver's request can be achieved more reliably.
本発明の車両の排気浄化装置によれば、パティキュレートフィルタを備えた車両においてパティキュレートフィルタの再生を可能としつつ適切な減速感を提供できる。 According to the vehicle exhaust emission control system of the present invention, it is possible to provide an appropriate deceleration feeling while enabling regeneration of the particulate filter in a vehicle equipped with the particulate filter.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る車両の排気浄化装置を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a vehicle exhaust purification device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(車両の全体構成)
図1は、本実施形態に係る排気浄化装置200が適用される車両10の概略的な構成を示すブロック図である。車両10(排気浄化装置200)は、エンジン1、モータジェネレータ21、自動変速機22、クラッチCL1、差動装置23、車輪24、インバータ25、バッテリ26、ブレーキ装置80およびプロセッサ100(制御装置)を備える。ブレーキ装置80は、車輪24と一体に回転するディスクロータ82と、ディスクロータ82を挟み込むブレーキパッド83と、ブレーキパッド83に油圧を付与するマスターシリンダや上記油圧を制御する制御ユニット等を含むブレーキ制御部81とを有する。また、車両10は、運転者によって操作されるアクセルペダル91およびブレーキペダル92を備える。
(Overall configuration of vehicle)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
本実施形態のエンジン1は、4サイクルのディーゼルエンジンであり、軽油を燃料として作動する。エンジン1の詳細構造については後述する。
The
モータジェネレータ21は、モータとしての機能と発電装置としての機能の双方を備えている。モータジェネレータ21は、例えば三相交流同期型のモータジェネレータである。モータジェネレータ21は、バッテリ26に蓄えられた電力の供給を受けて駆動力を発生する。また、モータジェネレータ21は、車両10の減速時に車輪24から伝達される回転力によって発電する。この場合、車輪24には、モータジェネレータ21が発電する電力に応じた制動力が作用する。このモータジェネレータ21は、請求項の「発電装置」に相当する。
The
インバータ25は、モータジェネレータ21が生成した交流電流を直流電流に変換してバッテリ26に充電する。インバータ25は、この電流変換の機能に加えて、モータジェネレータ21の回転速度等を変更する機能も有しており、モータジェネレータ21の出力トルクおよび発電量はインバータ25により変更される。このインバータ25は、請求項の「発電量変更装置」に相当する。
エンジン1とモータジェネレータ21とは、クラッチCL1を介して直列に接続されている。モータジェネレータ21は、自動変速機22、差動装置23を介して車輪24の駆動軸に接続されている。この構成により、本実施形態の車両10では、エンジン1およびモータジェネレータ21の双方が、車両10の車輪24を駆動可能とされている。つまり、本実施形態の車両10は、エンジン1とモータジェネレータ21とを走行用の駆動源として有するハイブリッド車両である。クラッチCL1は、エンジン本体2の出力軸(クランク軸)とモータジェネレータ21の回転軸(ロータ軸)とを接続又は切り離す。
自動変速機22は、エンジン本体2の出力軸およびモータジェネレータ21の回転軸の回転を変速して出力する機能を有する。自動変速機22は、入力軸と、複数の遊星歯車機構と、複数のブレーキ機構と、複数のクラッチ機構と、出力軸とを備える。自動変速機22は、上記入力軸に入力される回転力の伝達経路を、各機構の作動により切替えることにより、回転力の速度を変速し、上記出力軸から出力する。上記入力軸は、モータジェネレータ21の回転軸に接続されており、上記出力軸は、直接又はドライブシャフトを介して間接的に差動装置23に接続されている。なお、変速機6の複数のクラッチ機構は、これらが協働して所望の変速段を実現するため、概略的には一つのクラッチCL2と見なすことができる。従って、クラッチCL2が切断されると、上記入力軸と上記出力軸との間のトルク伝達が遮断される。
The
クラッチCL1、CL2の双方が接続された状態では、エンジン1およびモータジェネレータ21の駆動力が車輪24に伝達される。この際、モータジェネレータ21が駆動力を発生しない場合、つまりモータジェネレータ21へ電力が供給されない場合には、エンジン1の発生する駆動力のみが車輪24に伝達される。また、モータジェネレータ21が発電装置として作動する場合、つまりモータジェネレータ21が発電を行う場合には、モータジェネレータ21から車輪24に対してこれを制動する側の力が付与される。一方、クラッチCL2が接続され、クラッチCL1が切断された状態では、モータジェネレータ21が発生する駆動力のみが自動変速機22他を介して車輪24に伝達される。
The driving force of the
バッテリ26は、充放電可能な二次電池である。バッテリ26としては、例えば、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリが適用される。バッテリ26は、インバータ25を介してモータジェネレータ21に駆動電力を供給すると共に、モータジェネレータ21が発生した電力を、インバータ25を介して受け入れることにより蓄電する。バッテリ26には、バッテリ26を出入りする電流であるバッテリ電流(バッテリ26からの出力電流およびバッテリ26への入力電流)を検出するバッテリ電流センサSN8が取り付けられている。
The
インバータ25は、三相交流電力の直流電力への変換、並びにその逆変換を行う。具体的にはインバータ25は、モータジェネレータ21が駆動力を発生する場合には、バッテリ26に蓄えられた直流電力を三相交流電力に変換してモータジェネレータ21に供給する。一方、モータジェネレータ21で三相交流電力が生成される場合には、インバータ25は、当該三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ26に供給する。
The
プロセッサ100は、エンジン1、インバータ25(モータジェネレータ21)、自動変速機22およびクラッチCL1等の車両10の各部を統括的に制御する。プロセッサ100は、周知のマイクロコンピュータをベースとして構成されており、各種プログラムを実行するCPU(中央演算処理装置)と、プログラムや各種データを記憶するためのROMおよびRAM等のメモリとを備える。プロセッサ100の機能構成は、図3に基づき後述する。
アクセルペダル91は、車両10の駆動力を変更するため、つまり、エンジン本体2の出力あるいは/およびモータジェネレータ21のモータとしての出力を変更するために運転者によって操作されるペダルである。アクセルペダル91には、アクセルペダル91の踏み込み量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサSN6が設けられている。ブレーキペダル92は、ブレーキ装置80を操作するためのペダルであり、ブレーキ装置80から車輪24に付与される制動力を変更するために運転者によって操作される。ブレーキペダル92には、これの踏み込み量であるブレーキ踏込量を検出するブレーキペダルセンサSN7が設けられている。
The
(エンジンの全体構成)
図2は、エンジン1の全体構成を示すシステム図である。エンジン1は、軽油を含有する燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体2と、エンジン本体2に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体2から排出された排気ガスが流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気ガスにより駆動される排気ターボ装置60と、排気通路40を流通する排気ガスの一部を吸気通路30に還流する高圧EGR装置50および低圧EGR装置70とを備える。
(Overall structure of the engine)
FIG. 2 is a system diagram showing the overall configuration of the
エンジン本体2は、図2の紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒2aを有する。エンジン本体2は、シリンダブロック3、シリンダヘッド4および複数のピストン5を備える。気筒2aは、シリンダブロック3およびシリンダヘッド4によって形成される。すなわち、複数の気筒2aに対応する複数の円筒空間がシリンダブロック3の内部に形成されるとともに、当該円筒空間を上から閉塞するようにシリンダヘッド4がシリンダブロック3の上面に取り付けられている。ピストン5は、各気筒2aにそれぞれ往復摺動可能に収容されている。
The engine body 2 has a plurality of
各気筒2aのピストン5の上方には、それぞれ燃焼室Cが形成されている。各燃焼室Cは、シリンダヘッド4の下面と、気筒2aの側周面(シリンダライナ)と、ピストン5の冠面とによって区画された空間である。燃焼室Cは、後述するインジェクタ9から噴射される燃料の供給を受ける。ピストン5は、燃焼室Cに供給された燃料の燃焼エネルギーを受けて上下方向に往復運動する。
A combustion chamber C is formed above the
ピストン5の下方であってシリンダブロック3の下部には、エンジン本体2の出力軸であるクランク軸7が設けられている。クランク軸7は、各気筒2aのピストン5とコネクティングロッド8を介して連結され、ピストン5の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転する。
A crankshaft 7 that is an output shaft of the engine body 2 is provided below the
シリンダブロック3には、クランク角センサSN1が取り付けられている。クランク角センサSN1は、クランク軸7の回転角度であるクランク角と、クランク軸7の回転数であるエンジン回転数とを検出する。
A crank angle sensor SN1 is attached to the
シリンダヘッド4には、インジェクタ9(燃料供給装置)が取り付けられている。インジェクタ9は、各気筒2aの燃焼室Cに燃料を供給する。インジェクタ9は、その先端部が燃焼室Cに露出するようにシリンダヘッド4に取り付けられている。インジェクタ9の先端部には、燃料の出口となる複数の噴孔が形成されている。各噴孔から噴射された燃料は、ピストン5の圧縮作用により高温、高圧化した燃焼室C内で自着火により燃焼する。
An injector 9 (fuel supply device) is attached to the cylinder head 4 . The
シリンダヘッド4には、吸気ポート11および排気ポート12が形成されている。吸気ポート11は、各気筒2aの燃焼室Cと吸気通路30とを接続するポートである。排気ポート12は、各気筒2aの燃焼室Cと排気通路40とを接続するポートである。各気筒2aの吸気ポート11にはそれぞれ吸気弁13が設けられ、各気筒2aの排気ポート12にはそれぞれ排気弁14が設けられている。
An
シリンダヘッド4には、吸気動弁機構15および排気動弁機構16が装備されている。吸気動弁機構15は、クランク軸7の回転に連動して各気筒2aの吸気弁13を開閉駆動する。排気動弁機構16は、クランク軸7の回転に連動して各気筒2aの排気弁14を開閉駆動する。吸気弁13は、吸気動弁機構15の駆動に応じて、吸気ポート11の燃焼室C側の開口を周期的に開閉する。排気弁14は、排気動弁機構16の駆動に応じて、排気ポート12の燃焼室C側の開口を周期的に開閉する。
The cylinder head 4 is equipped with an
吸気通路30は、エアクリーナ31、排気ターボ装置60のコンプレッサ61、スロットル弁33、インタークーラ32、サージタンク30bおよび吸気マニホールド30aを有する。これらは、上流側からこの順で配設されている。
The
エアクリーナ31は、吸気中の異物を除去するフィルタである。コンプレッサ61は、回転することにより吸気を圧縮しつつ送り出す(過給する)羽根車である。スロットル弁33は、吸気通路30を開閉して吸気の流量を変更するバルブである。インタークーラ32は、コンプレッサ61により圧縮された吸気を冷却する熱交換器である。サージタンク30bは、各気筒2aへの吸気導入量を均等化するための拡大空間を提供するタンクである。吸気マニホールド30aは、サージタンク30bと各気筒2aの吸気ポート11とを接続する部品であり、各吸気ポート11とそれぞれ連通する複数の分岐管を含む。
The
吸気通路30には、エアフローセンサSN2が取り付けられている。エアフローセンサSN2は、エンジン本体2に導入される吸気の流量を検出するセンサである。エアフローセンサSN2は、吸気通路30におけるエアクリーナ31とコンプレッサ61との間の部分に配置されている。
An airflow sensor SN2 is attached to the
排気通路40は、排気マニホールド40a、排気ターボ装置60のタービン62、酸化触媒41、DPF42(Disel Particulate Filter)を有する。これらは、上流側からこの順で配設されている。
The
排気マニホールド40aは、各気筒2aの排気ポート12に接続される部品であり、これら排気ポート12と連通する複数の分岐管と、当該分岐管が集合する排気集合部とを含む。タービン62は、エンジン本体2から排出された排気ガスによって回転する羽根車である。タービン62が回転するとこれに連動してコンプレッサ61が回転し、これより吸気が過給される。
The
酸化触媒41およびDPF42は、ともに排気ガスを浄化するための装置である。酸化触媒41は、白金等の触媒作用によって排気ガス中のHCやCO等を酸化して無害化する。DPF42は、排気ガス中に含まれる煤を含むPM(Particulate Matter:粒子状物質)を捕集するためのフィルタである。DPF42に捕集された煤は、後述する再生制御が実施されて排気ガスの温度が所定の温度以上になると燃焼してDPF42から除去される。
Both the
排気通路40には、DPF42の前後差圧、つまりDPF42の直上流の部分の圧力とDPF42の直下流の部分の圧力の差であるDPF前後差圧、を計測する差圧センサSN3が配置されている。排気通路40の酸化触媒41の直上流の部分(タービン62と酸化触媒41の間の部分)には、この部分を通過する排気ガスの温度である酸化触媒前温度を計測するDOC前温度センサSN4が配置されている。排気通路40のDPF42の直上流の部分(酸化触媒41とDPF42の間の部分)には、この部分を通過する排気ガスの温度であるDPF前温度を計測するDPF前温度センサSN5aが配置されている。また、排気通路40のDPF42の直下流の部分には、この部分を通過する排気ガスの温度であるDPF後温度を計測するDPF後温度センサSN5bが配置されている。
A differential pressure sensor SN3 is arranged in the
高圧EGR装置50および低圧EGR装置70は、ともに、排気通路40を流通する排気の一部をEGRガスとして吸気通路30に還流させる装置である。
Both the high-
低圧EGR装置70は、低圧EGR通路71、EGRクーラ72および低圧EGR弁73を備える。低圧EGR通路71は、排気通路40におけるDPF42よりも下流側の部分と、吸気通路30におけるコンプレッサ61よりも上流側の部分とを接続している。EGRクーラ72は、低圧EGR通路71を通して吸気通路30に還流されるEGRガスを冷却する。低圧EGR弁73は、低圧EGR通路71を流通するEGRガスの量を調整するバルブである。
The low-
高圧EGR装置50は、高圧EGR通路51および高圧EGR弁53を備える。高圧EGR通路51は、排気通路40におけるタービン62よりも上流側の部分と、吸気通路30におけるインタークーラ32よりも下流側の部分とを接続している。高圧EGR弁53は、外部EGRガスの還流量を調整するバルブである。
The high
(車両の制御系統)
図3は、車両10の制御系統を示す機能ブロック図である。プロセッサ100には、各種センサによる検出情報が入力される。例えば、プロセッサ100には、クランク角センサSN1、エアフローセンサSN2、差圧センサSN3、DOC前温度センサSN4、DPF前温度センサSN5a、DPF後温度センサSN5b、アクセル開度センサSN6、ブレーキペダルセンサSN7、バッテリ電流センサSN8により各々検出された情報、すなわちクランク角、エンジン回転数、吸気流量、DPF前後差圧、DPF前温度、DPF後温度、アクセル開度、ブレーキペダル踏込量、バッテリ電流等の情報が逐次入力される。また、車両10には、車速を検出するための車速センサSN9が搭載されており、車速センサSN9により検出された車速もプロセッサ100に逐次入力される。
(vehicle control system)
FIG. 3 is a functional block diagram showing the control system of
プロセッサ100は、前記各センサSN1~SN9からの入力情報に基づいて車両10の各部を制御する。プロセッサ100は、上述したインジェクタ9、スロットル弁33、高圧EGR弁53、低圧EGR弁73、インバータ25と電気的に接続されている。プロセッサ100は、これらの機器に対し、前記各センサSN1~SN9からの入力情報に基づき生成した制御信号を出力する。
The
プロセッサ100は、所定のプログラムが実行されることで、判定部101、SOC推定部102、煤捕集量推定部103、要求トルク算出部104、吸気制御部105、燃料噴射制御部106および回生制御部107を機能的に具備するように動作する。
By executing a predetermined program,
SOC推定部102は、バッテリ26のSOC(State Of Charge)であるバッテリSOCを推定する。SOC推定部102は、バッテリ電流センサSN8が検出したバッテリ電流に基づいてバッテリSOCの単位時間あたりの増減量を算出し、これを積算することでバッテリSOCを算出(推定)する。
煤捕集量推定部103は、DPF42に捕集されている(堆積している)煤の量である煤捕集量を推定する。煤捕集量推定部103は、差圧センサSN3が検出したDPF前後差圧に基づいて煤捕集量を算出(推定)する。煤捕集量推定部103は、DPF前後差圧が大きいほど煤捕集量が多くなるようにこれを算出する。このように、本実施形態では、差圧センサSN3と煤捕集量推定部103により、煤捕集量が算出(検出)されるようになっており、これら差圧センサSN3および煤捕集量推定部103が請求項の「煤捕集量検出装置」に相当し、煤捕集量推定部103が算出した煤捕集量が請求項の「検出結果」に相当する。
The trapped soot
判定部101は、車両10の制御を行う上で必要な判定を行う。
The
判定部101は、後述する再生制御を実施する条件である再生条件の成否を判定する。判定部101は、煤捕集量推定部103が算出した煤捕集量が所定の第1判定捕集量を超えると再生条件が成立したと判定し、再生条件の成立後に上記の煤捕集量が第2判定捕集量未満まで低下すると再生条件が非成立になったと判定する。第1判定捕集量および第2判定捕集量は予め設定されて判定部101に記憶されている。なお、第2判定捕集量は第1判定捕集量よりも小さい値に設定されている。
The
判定部101は、後述する燃料カット制御を実施する条件である燃料カット条件の成否を判定する。判定部101は、アクセルペダル91が踏み込まれておらずアクセル開度センサSN6が検出したアクセル開度が0であり、且つ、クランク角センサSN1が検出したエンジン回転数が判定回転数以上の場合に燃料カット条件が成立していると判定し、アクセル開度が0より大きくアクセルペダル91が踏み込まれている、あるいは、エンジン回転数が判定回転数未満の場合は、燃料カット条件が非成立であると判定する。判定回転数は予め設定されて判定部101に記憶されている。
The
判定部101は、SOC推定部102が算出したバッテリSOCが判定SOC未満であるか否かの判定を行う。判定SOCは予め設定されて判定部101に記憶されている。例えば、判定SOCは、100%(バッテリ26が満充電されたときのSOC)に近い値に設定されている。なお、判定部101は、上記の他、車両10の駆動源としてエンジン1とモータジェネレータ21のいずれを用いるか等の種々の判定を行う。
Determining
要求トルク算出部104は、車両に要求されているトルクである車両要求トルクを算出する。要求トルク算出部104は、アクセル開度センサSN6が検出したアクセル開度と、車速センサSN9が検出した車速とに基づいて車両要求トルクを算出する。
The requested
運転者がアクセルペダル91を踏み込み操作していてアクセル開度が0より大きいときは、要求トルク算出部104は、アクセル開度が小さいほど、また、車速が大きいほど、車両要求トルクが小さくなるようにこれを算出する。そして、要求トルク算出部104は、車両要求トルクに基づいて、エンジン1に要求されるエンジントルクである要求エンジントルク、および、モータジェネレータ21に要求されるモータトルクである要求モータトルクを算出する。具体的に、エンジン1とモータジェネレータ21とがともに車両10の駆動源として用いられていれば、要求トルク算出部104は、まず、モータジェネレータ21に要求されるトルクである要求モータトルクを算出し、車両要求トルクからこの要求モータトルクを引いた値を要求エンジントルクとして設定する。なお、要求モータトルクは、モータジェネレータ21がその駆動効率が高い条件で駆動されるように設定される。これに対して、エンジン1のみが車両10の駆動源として用いられていれば(つまり、クラッチCL1、CL2の双方が締結されてエンジン1と車輪24とが連結されており、モータジェネレータ21がモータとして作動していない場合)、要求トルク算出部104は、車両要求トルクを、エンジン1に要求されるトルクである要求エンジントルクに設定する。
When the driver depresses the
一方、運転者がアクセルペダル91を踏み込み操作しておらずアクセル開度が0以下であることに伴って燃料カット条件が成立したときは、要求トルク算出部104は、車両10に要求されている減速度を実現するための負のトルクを車両要求トルクとして算出する。つまり、燃料カット条件の成立時は上記のようにアクセルペダル91が踏み込み操作されておらず車両10に対して減速が要求されており、要求トルク算出部104は、この車両10に要求されている減速度に対応するトルクであって車両10に要求される負のトルクを車両要求トルクとして算出する。そして、要求トルク算出部104は、エンジン1のみが車両10の駆動源として用いられる場合は、算出したこの負の車両要求トルクを要求エンジントルクに設定する。以下では、このエンジン1のみが車両10の駆動源として用いられており且つ燃料カット条件が成立した時に算出される要求エンジントルク(負のエンジントルク)を減速要求エンジントルクという。
On the other hand, when the driver does not depress the
要求トルク算出部104は、上記の負の車両要求トルクもアクセル開度と車速とに基づいて算出する。ただし、燃料カット条件の成立時はアクセル開度は0以下であり、要求トルク算出部104は実質的に車両に応じて負の車両要求トルクを設定する。ここで、車速が高いほど運転者が望む減速度は高くなることがわかっている。これより、要求トルク算出部104は、燃料カット条件の成立時、車速が高いほど負の車両要求トルクの絶対値が大きく(車両要求トルクのマイナス量が大きく)なるように、これを算出する。これに伴い、エンジン1のみが車両10の駆動源として用いられる場合において、減速要求エンジントルクは、車速が高いほど、その絶対値が大きくなるように算出される。
The required
吸気制御部105は、エンジン1が車両10の駆動源として用いられる場合において、クランク角センサSN1が検出したエンジン回転数と要求エンジントルクに基づいて燃焼室Cに導入すべき吸気の流量を算出し、これが実現されるようにスロットル弁33の開度を変更する。また、吸気制御部105は、エンジン回転数や要求エンジントルク等に基づいて低圧EGR弁73および高圧EGR弁53の開度を変更する。
The
燃料噴射制御部106は、インジェクタ9を制御する。インジェクタ9は、エンジントルクを得るための燃料を燃焼室C内に噴射する噴射であって噴射した燃料のほぼすべてが燃焼室Cで燃焼するタイミングで燃料を噴射する通常噴射と、通常噴射よりも遅れたタイミングであって噴射した燃料の多くが燃焼室Cで燃焼せずに未燃のまま排気通路40に導出されて酸化触媒41に導入されるタイミングで燃料を噴射するポスト噴射とを実施できるように構成されている。なお、上記の通常噴射は、請求項の「メイン噴射」に相当する。
A fuel
燃料噴射制御部106は、通常運転時は通常噴射のみを行う。燃料噴射制御部106は、要求エンジントルクとエンジン回転数に基づいて通常噴射の噴射量(通常噴射によって燃焼室Cに噴射される燃料の量)と噴射タイミング(通常噴射の開始タイミング)を設定し、これらが実現されるようにインジェクタ9を制御する。
The fuel
一方、燃料噴射制御部106は、再生条件が成立するとポスト噴射を行う再生制御を実施する。なお、後述するように、再生制御(ポスト噴射)は基本的に再生条件の成立に伴って実施されるが、再生条件成立時であっても特定の条件下では禁止される。
On the other hand, the fuel
再生制御(ポスト噴射)は、DPF42を再生するため、つまり、DPF42に捕集されている煤を燃焼してDPF42から除去するための制御(噴射)である。上記のように、DPF42の上流側には、HC等を酸化可能な酸化触媒41が設けられている。そのため、ポスト噴射が実施されて未燃燃料が排気通路40に導出されると、この未燃燃料は酸化触媒41で酸化する。これより、酸化触媒41から導出されてDPF42に導入される排気ガスの温度は上昇し、DPF42内で煤が燃焼除去される。
Regeneration control (post-injection) is control (injection) for regenerating the
燃料噴射制御部106は、ポスト噴射によって燃焼室Cに供給される燃料の量であるポスト噴射量を、酸化触媒41から導出される排気ガスの温度つまりDPF42内の温度を煤が燃焼する温度以上にできる量に設定し、これが実現されるようにインジェクタ9を制御する。なお、DPF42内で煤が燃焼する温度は600度程度である。
The fuel
燃料噴射制御部106は、再生条件が成立すると、まず、エンジン負荷つまり要求エンジントルクとエンジン回転数とに基づいてポスト噴射量の基本値を設定する。ここで、燃料カット条件の成立に伴って要求エンジントルクが0未満の場合は、燃料噴射制御部106は、エンジン回転数のみに基づいて上記基本値を設定する。詳細には、エンジン回転数が高くなるほど排気ガスの流量が多くなることで酸化触媒41が冷却されやすくなる、つまり、温度上昇しにくくなることから、燃料噴射制御部106は、エンジン回転数が高いほど上記基本値を大きい値に設定する。
When the regeneration condition is satisfied, the fuel
次に、燃料噴射制御部106は、DPF42よりも上流の排気ガスの温度が低いほどポスト噴射量が多くなるように上記基本値を補正する。具体的に、燃料噴射制御部106は、DOC前温度センサSN4により計測された酸化触媒前温度が低いほど第1補正量が大きくなるように、第1補正量を算出する。また、燃料噴射制御部106は、DPF前温度センサSN5aにより計測されたDPF前温度が低いほど第2補正量が大きくなるように、第2補正量を算出する。そして、燃料噴射制御部106は、上記の基本値と上記第1補正量と第2補正量の合計をポスト噴射量に設定する。
Next, the fuel
燃料噴射制御部106は、再生条件が成立すると、上記のようにして設定したポスト噴射量分の燃料を、予め設定されたタイミングでインジェクタ9に噴射させる。
When the regeneration condition is established, the fuel
ここで、ポスト噴射によって燃焼室Cに供給された燃料のすべてを未燃の状態で酸化触媒41に導入できれば、DPF42内の温度を効率よく高めることができる。しかしながら、燃焼室C内の温度・圧力が過度に低いタイミングでポスト噴射を実施すると、オイル希釈が生じるおそれがある。つまり、燃料が気化せずに燃焼室Cの壁面に付着してピストン5と気筒2aとの隙間を通ってエンジンオイルに混入するおそれがある。これより、ポスト噴射の噴射タイミングは、ポスト噴射によって燃焼室Cに供給された燃料の一部が燃焼室C内で燃焼するタイミングとされる。
Here, if all the fuel supplied to the combustion chamber C by the post-injection can be introduced into the
また、燃料噴射制御部106は、燃料カット条件が成立すると、インジェクタ9からの燃料の噴射を禁止する燃料カット制御を実行する。燃料カット制御では、通常噴射およびポスト噴射の双方が停止される。なお、後述するように、燃料カット制御は基本的に燃料カット条件の成立に伴って実施されるが、燃料カット条件成立時であっても特定の条件下では禁止される。
Further, the fuel
回生制御部107は、モータジェネレータ21が発電装置として用いられる場合に、モータジェネレータ21の発電量の目標値である目標発電量を設定し、モータジェネレータ21の発電量がこの目標発電量になるようにインバータ25を制御する。
When the
回生制御部107は、ブレーキペダル92が踏み込み操作されたことがブレーキペダルセンサSN7により検出されると、車速センサSN9が検出した車速やSOC推定部102が算出したバッテリSOC等に基づいて目標発電量の基本的な値である基本目標発電量を0よりも大きい量に設定する。なお、ブレーキペダル92が踏み込み操作されていない場合は、基本目標発電量は0とされる。
When the brake pedal sensor SN7 detects that the
ここで、上記のようにポスト噴射によって燃焼室Cに供給された燃料の一部は燃焼室C内で燃焼する。そのため、燃料カット条件の成立時に再生制御が実施されると、車両10に対して減速が要求されていて車輪24に対してこれを制動するためのトルク(制動トルクつまり負のトルク)の付与が求められているにも関わらず、エンジン1から車輪24にこれを駆動するトルク(駆動トルクつまり正のトルク)が付与されてしまう。そこで、回生制御部107は、燃料カット条件の成立下で再生制御が実施される場合は、基本発電量に発電増加量を加えた量であって基本発電量よりも大きい量を目標発電量に設定して、モータジェネレータ21の発電量を増大させることで車輪24に制動トルク(負のトルク)を付与する。
Here, part of the fuel supplied to the combustion chamber C by post-injection as described above is burned within the combustion chamber C. Therefore, when the regeneration control is executed when the fuel cut condition is satisfied, the
このように、プロセッサ100は、燃料カット制御を禁止して再生制御を実施し、且つ、モータジェネレータ21の発電量を基本目標発電量よりも増大させるという制御である、減速再生制御を実施できるようになっている。
In this manner, the
具体的に、回生制御部107は、まず、燃料噴射制御部106により設定されたポスト噴射量に基づいて、ポスト噴射によって生じるエンジントルクである再生トルクを算出する。回生制御部107は、ポスト噴射量が大きいほど再生トルクが大きくなるようにこれを算出する。次に、回生制御部107は、要求トルク算出部104が算出した減速要求エンジントルクと再生トルクとの偏差に基づいて発電増加量を設定する。回生制御部107は、再生トルクから減速要求エンジントルクをひいた値が大きいほど、発電増加量が大きくなるようにこれを算出する。詳細には、発電増加量は、モータジェネレータ21がこの発電増加量分の発電を行えば、エンジン1に、再生トルクから減速要求エンジントルクをひいた値の逆トルクを生じさせて、再生制御によって生じる減速要求エンジントルクに対するエンジントルクの過剰分を相殺できる量とされる。
Specifically, the
なお、プロセッサ100は、上記の制御の他、モータジェネレータ21がモータとして利用される場合のモータジェネレータ21の出力制御など種々の制御を行う。また、上記のように、減速再生制御は、要求トルク算出部104、燃料噴射制御部106および回生制御部107での各種演算によって実現される制御であり、これら要求トルク算出部104、燃料噴射制御部106および回生制御部107を含む演算部が、請求項の「減速再生制御部」に相当する。
In addition to the above control, the
(制御フロー)
エンジン1が車両10の駆動源として用いられる場合であって、クラッチCL1、CL2の双方が締結されてエンジン1と車輪24とが連結されており、モータジェネレータ21がモータとして作動していない場合に、プロセッサ100により実施される燃料噴射および発電に関する制御について、図4および図5のフローチャートを用いて説明する。
(control flow)
When the
制御がスタートすると、プロセッサ100は、各センサSN1~SN9により検出された各種情報を取得する(ステップS1)。
When control starts,
次いで、プロセッサ100(要求トルク算出部104)は、アクセル開度に基づいて要求エンジントルクを算出する(ステップS2)。上記のように、燃料カット条件の成立時は、車両10に要求されている減速度を実現するための負のエンジントルク(減速要求エンジントルク)が要求エンジントルクとして算出される。
Next, the processor 100 (requested torque calculation unit 104) calculates the requested engine torque based on the accelerator opening (step S2). As described above, when the fuel cut condition is satisfied, a negative engine torque (requested deceleration engine torque) for realizing the deceleration requested of the
続いて、プロセッサ100は、煤捕集量およびバッテリSOCを算出する(ステップS2)。具体的に、プロセッサ100(煤捕集量推定部103)は、DPF42の前後差圧に基づいてDPF42に捕集されている煤の量である煤捕集量を算出し、プロセッサ100(SOC推定部102)は、バッテリ電流に基づいてバッテリSOCを算出する。また、プロセッサ100(回生制御部107)は、基本目標発電量を算出する(ステップS3)。上記のように、ブレーキペダル92が踏み込み操作されていない場合は、基本目標発電量は0とされ、ブレーキペダル92が踏み込み操作されている場合は、基本目標発電量は0よりも大きい量とされる。
続いて、プロセッサ100(判定部101)は、再生条件が成立しているか否かを判定する(ステップS5)。プロセッサ100は、上記のようにステップS3で算出した煤捕集量と第1判定捕集量および第2判定捕集量との比較に基づいてこの判定を行う。
Subsequently, processor 100 (determining unit 101) determines whether or not a reproduction condition is satisfied (step S5). The
再生条件が成立していないと判定した場合(ステップS5の判定がNOの場合)、プロセッサ100(判定部101)は、燃料カット条件が成立しているか否かを判定する(ステップS20)。プロセッサ100は、上記のようにアクセル開度とエンジン回転数とに基づいてこの判定を行う。
When determining that the regeneration condition is not satisfied (when the determination in step S5 is NO), the processor 100 (determination unit 101) determines whether or not the fuel cut condition is satisfied (step S20). The
再生条件と燃料カット条件がともに成立していないと判定した場合(ステップS20の判定がNOの場合)、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、ポスト噴射を停止して通常噴射のみを行う(ステップS21)。一方、再生条件が成立していない状態で燃料カット条件が成立したと判定した場合(ステップS20の判定がYESの場合)、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、燃料カット制御を実施してインジェクタ9から燃焼室Cへの燃料の噴射を停止する(ステップS22)。具体的には、上記のように、プロセッサ100は通常噴射とポスト噴射の双方を停止する。
When it is determined that both the regeneration condition and the fuel cut condition are not satisfied (when the determination in step S20 is NO), the processor 100 (fuel injection control unit 106) stops post-injection and performs only normal injection ( step S21). On the other hand, when it is determined that the fuel cut condition has been satisfied while the regeneration condition is not satisfied (when the determination in step S20 is YES), the processor 100 (fuel injection control unit 106) performs fuel cut control. Injection of fuel from the
ステップS21、S22の後は、プロセッサ100(回生制御部107)は、ステップS3で算出した基本目標発電量を目標発電量に設定して、インバータ25を制御してモータジェネレータ21にこの目標発電量分つまり基本目標発電量分の発電を行わせる(ステップS23)。なお、目標発電量(基本目標発電量)が0の場合は、モータジェネレータ21による発電は停止される。ステップS23の後は、ステップS1に戻る。
After steps S21 and S22, the processor 100 (regeneration control unit 107) sets the basic target power generation amount calculated in step S3 as the target power generation amount, controls the
ステップS5に戻り、再生条件が成立していると判定した場合(ステップS5の判定がYESの場合)、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、ポスト噴射量を算出する(ステップS6)。上記のように、プロセッサ100は、ステップS3で算出した煤捕集量に基づいてポスト噴射量を算出する。
Returning to step S5, if it is determined that the regeneration condition is satisfied (if the determination in step S5 is YES), processor 100 (fuel injection control unit 106) calculates the post injection amount (step S6). As described above, the
続いて、プロセッサ100(判定部101)は、ステップS20と同様に燃料カット条件が成立しているか否かを判定する(ステップS7)。つまり、プロセッサ100は、再生条件が成立している状態で燃料カット条件が成立しているか否かを判定する。この判定がNOであって再生条件の成立下において燃料カット条件が成立していないと判定した場合、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、再生制御を実施して通常噴射とポスト噴射とを実施する(ステップS30)。ステップS30の後はステップS23に進み、プロセッサ100(回生制御部107)は上記のようにインバータ25を制御してモータジェネレータ21に基本目標発電量分の発電を行わせ、その後ステップS1に戻る。
Subsequently, the processor 100 (determining unit 101) determines whether or not the fuel cut condition is satisfied (step S7) as in step S20. That is, the
一方、ステップS7の判定がYESであって再生条件と燃料カット条件の双方が成立している場合、プロセッサ100(判定部101)は、ステップS5で算出したバッテリSOCが判定SOC未満であるか否かを判定する(ステップS8)。 On the other hand, if the determination in step S7 is YES and both the regeneration condition and the fuel cut condition are satisfied, processor 100 (determination unit 101) determines whether the battery SOC calculated in step S5 is less than the determination SOC. (step S8).
ステップS8の判定がNOであって再生条件と燃料カット条件の双方が成立している状態でバッテリSOCが判定SOC以上の場合、プロセッサ100は、再生制御の実施を禁止して、燃料カット制御の実施を許可する。これより、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、燃料カット制御を実施して通常噴射とポスト噴射の双方を停止する(ステップS40)。ステップS40の後はステップS23に進み、プロセッサ100は上記のようにインバータ25を制御してモータジェネレータ21に基本目標発電量分の発電を行わせ、その後ステップS1に戻る。つまり、発電量を基本目標発電量から増大させる発電量の増大制御を禁止する。
If the determination in step S8 is NO and both the regeneration condition and the fuel cut condition are satisfied and the battery SOC is equal to or higher than the determination SOC, the
ステップS8に戻り、ステップS8の判定がYESであって再生条件と燃料カット条件の双方が成立している状態でバッテリSOCが判定SOC未満の場合、プロセッサ100は、燃料カット制御を禁止する一方で再生制御を実施し且つモータジェネレータ21の発電量を基本目標発電量に対して発電増加量分増大させるという制御である減速再生制御を実施する。
Returning to step S8, when the determination in step S8 is YES and both the regeneration condition and the fuel cut condition are satisfied and the battery SOC is less than the determination SOC,
具体的に、プロセッサ100(回生制御部107)は、再生トルクを算出する(ステップS9)。上記のように、プロセッサ100は、ステップS6で算出したポスト噴射量に基づいて再生トルクを算出する。続いて、プロセッサ100(回生制御部107)は、発電増加量を算出する(ステップS10)。上記のように、プロセッサ100は、ステップS9で算出した再生トルクとステップS1で算出した要求エンジントルク(減速要求エンジントルク)との偏差に基づいて発電増加量を算出する。続いて、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、通常噴射を停止する一方でポスト噴射を実施する(ステップS11)。このとき、プロセッサ100(燃料噴射制御部106)は、ステップS9で算出したポスト噴射量分の燃料をポスト噴射によってインジェクタ9から燃焼室Cに噴射させる。また、プロセッサ100(回生制御部107)は、ステップS3で算出した基本目標発電量とステップS10で算出した発電増加量の合計を目標発電量に設定し、インバータ25を制御してモータジェネレータ21にこの目標発電量分の発電を行わせる(ステップS12)。ステップS12の後はプロセッサ100はステップS1の処理に戻る。
Specifically, processor 100 (regeneration control unit 107) calculates regeneration torque (step S9). As described above,
(作用等)
以上のように、上記実施形態に係る車両10の排気浄化装置200では、DPF42に捕集されている煤の量である煤捕集量が所定の第1判定捕集量を超えると再生条件が成立したと判定される。そして、再生条件が成立すると、基本的に、ポスト噴射が実施されて酸化触媒41に未燃燃料を導入する再生制御が実施される。そのため、パティキュレートフィルタ42に捕集されている煤の量が多いときに、酸化触媒41で未燃燃料を燃焼させてパティキュレートフィルタ42に導入される排気ガスの温度を高め、これによりパティキュレートフィルタ42に捕集されている多量の煤を燃焼除去することができ、パティキュレートフィルタ42を適切に再生することができる。
(action, etc.)
As described above, in the
特に、上記実施形態では、燃料カット条件の成立時であっても再生条件が成立しているときは燃料カット制御が停止されて再生制御(ポスト噴射)が実施される。従って、パティキュレートフィルタ42を確実に適切なタイミングで再生でき、これの煤捕集能力を確実に良好な状態に維持できる。
In particular, in the above-described embodiment, fuel cut control is stopped and regeneration control (post injection) is performed when the regeneration condition is satisfied even when the fuel cut condition is satisfied. Therefore, the
しかも、クラッチCL1、CL2の双方が締結されてエンジン1と車輪24とが連結されている状態で燃料カット条件と再生条件の双方が成立したときは、モータジェネレータ21の発電量が通常時(エンジン1と車輪24とが連結されている状態で燃料カット条件と再生条件の双方が成立したときに、仮に、再生制御を実施しなかったとき)の発電量である基本目標発電量よりも発電増加量分増大されて、モータジェネレータ21からエンジン本体2および車輪24に付与される制動トルク(負のトルク)が増大される。従って、車両10の減速度を運転者が求める減速度により近づけて、運転者に適切な減速感を提供することができる。
Moreover, when both the fuel cut condition and the regeneration condition are satisfied in a state in which both the clutches CL1 and CL2 are engaged and the
具体的には、エンジン本体2と車輪24とが連結されているときに、燃料カット条件が成立しているにも関わらず再生制御を実施して燃焼室Cに燃料を供給すると、燃料の一部が燃焼室で燃焼することでエンジン本体2から車輪24に駆動トルク(正のトルク)が付与される。そのため、車両10の減速度が、運転者が車両10に求めている減速度よりも低くなってしまう。これに対して、上記実施形態では、モータジェネレータ21から車輪24に付与される制動トルク(負のトルク)が増大されるので、車両10の減速度の低下を抑制できる。
Specifically, when the engine body 2 and the
さらに、上記実施形態では、基本目標発電量に対する発電量の増大量である発電増加量が運転者によって操作されるアクセルペダル91の開度に基づいて決定される。従って、車両10の減速度を運転者が求める減速度に確実に近づけて、運転者に適切な減速感を提供することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the power generation increase amount, which is the amount of increase in the power generation amount relative to the basic target power generation amount, is determined based on the opening degree of the
また、上記実施形態では、燃料カット条件と再生条件の双方が成立した場合であってもバッテリSOCが判定SOC以上のときは、減速再生制御が禁止されて、再生制御およびモータジェネレータ21の発電量を発電増加量分増大させる制御は実施されず、燃料カット制御が実施される。従って、バッテリ26の過充電を回避できるとともに減速度の低下を回避できる。具体的には、モータジェネレータ21の発電量を増大させる制御が禁止されることで、バッテリSOCが判定SOC以上となるのを回避できる。また、再生制御が禁止されることで、モータジェネレータ21の発電量が増大されない状態、つまり、モータジェネレータ21から車輪24に付与される制動トルク(負のトルク)が増大されない状態でエンジン本体2から車輪24に駆動トルク(正のトルク)が付与されるのを回避でき、車両10の減速度が低下するのを回避できる。
Further, in the above embodiment, even if both the fuel cut condition and the regeneration condition are satisfied, the deceleration regeneration control is prohibited when the battery SOC is equal to or higher than the determination SOC, and the regeneration control and the power generation amount of the
また、上記実施形態では、基本値と第1補正量と第2補正量の合計量がポスト噴射量として算出され、エンジン回転数が高いほどポスト噴射量の基本値が大きくされ、酸化触媒前温度が低いほど第1補正量が大きくされ、DPF前温度が低いほど第2補正量が大きくされる。つまり、上記実施形態では、エンジン回転数が高いまたはDPF42の上流の排気通路40内の排気ガスの温度が低いほどポスト噴射量が多くされる。従って、エンジン回転数が高く排気ガスの流量が大きいことで酸化触媒41が昇温しにくい場合、および、DPF42の上流側の排気ガスの温度が低いことでDPF42で煤が燃焼しにくい場合に、より多くの燃料を酸化触媒41に導入することができ、酸化触媒41およびDPF42内の昇温を促進でき、DPF41での煤の燃焼を確実に促進できる。
In the above embodiment, the total amount of the basic value, the first correction amount, and the second correction amount is calculated as the post injection amount. The lower the pre-DPF temperature, the larger the first correction amount, and the lower the pre-DPF temperature, the larger the second correction amount. That is, in the above embodiment, the higher the engine speed or the lower the temperature of the exhaust gas in the
また、この構成では、ポスト噴射の噴射量が多いことで燃焼室Cで燃焼する燃料の量が多くなりやすいときほど再生トルクが大きい値に算出されるので、当該再生トルクを適切に算出できる。また、車速が高いほど運転者が望む減速度が高くなることに対応して、減速再生制御の実施時を含む燃料カット条件の成立時に、車速が高いほど負の車両要求トルクの絶対値および減速要求エンジントルク(エンジン1のみが車両10の駆動源として用いられる場合)が大きくなるようにこれらトルクが算出される。そのため、車両要求トルクの絶対値および減速要求エンジントルクの算出値を、運転者の要求に対応した適切な値にできる。そして、これら再生トルクと減速要求エンジントルクとが適切に算出されることで、これらの偏差に基づく発電増加量も適切な量に算出できる。従って、モータジェネレータ21を適切に制御して、より確実に運転者の要求に応じた減速度を実現することができる。
In addition, in this configuration, the regeneration torque is calculated to be a larger value as the amount of fuel combusted in the combustion chamber C tends to increase due to the greater injection amount of the post injection, so the regeneration torque can be calculated appropriately. Further, in response to the fact that the higher the vehicle speed, the higher the deceleration desired by the driver, when the fuel cut condition is satisfied, including when the deceleration regeneration control is performed, the higher the vehicle speed, the more negative the absolute value of the vehicle required torque and the deceleration. These torques are calculated so as to increase the required engine torque (when only the
(変形例)
上記実施形態では、バッテリSOCが判定SOC以上のときは減速再生制御を禁止する場合を説明したが、減速再生制御はバッテリSOCに関わらず実施されてもよい。つまり、上記実施形態においてステップS8の判定は省略されてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the deceleration regeneration control is prohibited when the battery SOC is equal to or higher than the determination SOC. However, the deceleration regeneration control may be performed regardless of the battery SOC. That is, the determination in step S8 may be omitted in the above embodiment.
エンジン1の具体的構成は上記に限られない。また、車両10は、ハイブリッド車両に限られず、エンジン本体2のみを車輪24の駆動源として有し、モータジェネレータではなく発電装置能のみを有する発電装置を搭載したものであってもよい。
A specific configuration of the
また、ポスト噴射量の具体的な算出手順や、減速要求エンジントルクの具体的な算出手順は上記に限られない。 Further, the specific procedure for calculating the post-injection amount and the specific procedure for calculating the deceleration request engine torque are not limited to the above.
1 エンジン
2 エンジン本体
9 インジェクタ(燃料供給装置)
10 車両
21 モータジェネレータ(発電装置)
24 車輪
25 インバータ(発電量変更装置)
26 バッテリ
42 DPF(パティキュレートフィルタ)
91 アクセルペダル
100 プロセッサ(制御装置)
101 判定部
103 煤捕集量推定部(煤捕集量検出装置)
104 要求エンジントルク算出部(減速再生制御部)
106 燃料噴射制御部(減速再生制御部)
107 回生制御部(減速再生制御部)
SN3 差圧センサ(煤捕集量検出装置)
1 engine 2
10
24
26
91
101
104 Required engine torque calculation unit (deceleration regeneration control unit)
106 fuel injection control unit (deceleration regeneration control unit)
107 regeneration control unit (deceleration regeneration control unit)
SN3 differential pressure sensor (soot collection amount detector)
Claims (3)
車輪からの回転力を受けて発電する発電装置と、
前記発電装置の発電量を変更可能な発電量変更装置と、
前記燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記パティキュレートフィルタに捕集されている煤の量である煤捕集量を検出する煤捕集量検出装置と、
前記燃料供給装置と前記発電量変更装置を制御し、前記燃料供給装置から前記燃焼室への燃料供給を停止する燃料カット制御、および、前記酸化触媒に未燃燃料が導入されるように前記燃料供給装置から前記燃焼室に燃料を供給させて前記パティキュレートフィルタを昇温する再生制御を実施する、制御装置とを備え、
前記制御装置は、
車両に設けられたアクセルペダルの開度に基づいて前記燃料カット制御を実施する燃料カット条件が成立したか否かの判定、および、前記煤捕集量検出装置の検出結果に基づいて前記再生制御を実施する再生条件が成立したか否かの判定を行う判定部と、
前記エンジン本体と車輪とが連結されている状態で前記燃料カット条件と前記再生条件の双方が成立したときに、前記発電量変更装置によって前記発電装置の発電量を増大させ且つ前記燃料カット制御を禁止して前記再生制御を許可する減速再生制御を実施する減速再生制御部とを備え、
前記減速再生制御部は、前記減速再生制御の実施時に、前記アクセルペダルの開度および車速に基づいて前記エンジン本体に要求される車輪に制動力を付与するための負のエンジントルクを算出するとともに、算出した負のエンジントルクと前記再生制御の実施に伴って生じるエンジントルクである再生トルクとの偏差に基づいて前記発電量の増大量を算出する、ことを特徴とする車両の排気浄化装置。 An exhaust passage through which exhaust gas discharged from a combustion chamber of an engine body mounted on a vehicle flows, a particulate filter disposed in the exhaust passage and collecting soot in the exhaust gas, and the particulate filter. An exhaust gas purification device for a vehicle having an oxidation catalyst disposed in the upstream exhaust passage to burn unburned fuel in the exhaust gas,
a power generator that generates power by receiving rotational force from wheels;
a power generation amount changing device capable of changing the power generation amount of the power generation device;
a fuel supply device that supplies fuel to the combustion chamber;
A trapped soot amount detection device that detects a trapped soot amount, which is the amount of soot trapped in the particulate filter;
A fuel cut control that controls the fuel supply device and the power generation amount changing device to stop the fuel supply from the fuel supply device to the combustion chamber, and the fuel so that unburned fuel is introduced into the oxidation catalyst. a control device that carries out regeneration control for increasing the temperature of the particulate filter by supplying fuel from a supply device to the combustion chamber,
The control device is
Determining whether or not the fuel cut condition for performing the fuel cut control is satisfied based on the opening degree of an accelerator pedal provided in the vehicle, and the regeneration control based on the detection result of the soot collection amount detection device a determination unit that determines whether or not a regeneration condition for performing
When both the fuel cut condition and the regeneration condition are satisfied while the engine body and the wheels are connected, the power generation amount changing device increases the power generation amount of the power generation device and performs the fuel cut control. a decelerating regeneration control unit that performs decelerating regeneration control that prohibits and permits the regeneration control;
When the deceleration regeneration control is performed, the deceleration regeneration control unit calculates a negative engine torque for applying braking force to the wheels required of the engine body based on the opening degree of the accelerator pedal and the vehicle speed. and calculating the amount of increase in the power generation amount based on a deviation between the calculated negative engine torque and the regeneration torque, which is the engine torque generated with the execution of the regeneration control.
前記発電装置により充電されるバッテリを備え、
前記判定部は、前記バッテリのSOCが所定の判定SOC以上であるか否かを判定し、
前記制御装置は、前記燃料カット条件と前記再生条件の双方が成立した場合であっても前記バッテリのSOCが前記判定SOC以上のときは、前記減速再生制御を禁止して、前記燃料カット制御を許可するとともに前記再生制御および前記発電量の増大制御を停止する、ことを特徴とする車両の排気浄化装置。 In the vehicle exhaust purification device according to claim 1,
A battery that is charged by the power generator,
The determination unit determines whether the SOC of the battery is equal to or higher than a predetermined determination SOC,
The control device prohibits the deceleration regeneration control and performs the fuel cut control when the SOC of the battery is equal to or higher than the determination SOC even when both the fuel cut condition and the regeneration condition are satisfied. An exhaust gas purification system for a vehicle, characterized in that the regeneration control and the power generation amount increase control are permitted and stopped.
前記燃料供給装置は、エンジントルクを得るための燃料を前記燃焼室内に噴射するメイン噴射と、当該メイン噴射よりも遅く且つ前記酸化触媒に未燃燃料が導入されるタイミングで前記燃焼室内に燃料を噴射するポスト噴射とを実施可能であり、
前記制御装置は、前記再生制御の実施時に、前記燃料供給装置に前記ポスト噴射を実施させることで前記酸化触媒に未燃燃料を導入するとともに、エンジン回転数が高いまたは前記パティキュレートフィルタの上流の前記排気通路内の排気ガスの温度が低いほど前記ポスト噴射の噴射量を増大させ、
前記減速再生制御部は、前記減速再生制御の実施時に、車速が大きいほど前記負のエンジントルクの絶対値が大きくなるように当該負のエンジントルクを算出するとともに、前記ポスト噴射の噴射量が多いほど前記再生トルクが大きくなるように当該再生トルクを算出する、ことを特徴とする車両の排気浄化装置。 In the vehicle exhaust gas purification device according to claim 1 or 2,
The fuel supply device includes main injection for injecting fuel into the combustion chamber to obtain engine torque, and injection of fuel into the combustion chamber at a timing later than the main injection and at which unburned fuel is introduced into the oxidation catalyst. It is possible to perform post-injection to inject,
The control device introduces unburned fuel into the oxidation catalyst by causing the fuel supply device to perform the post-injection when the regeneration control is performed, and at the same time, when the engine speed is high or when the particulate filter is upstream of the particulate filter. increasing the injection amount of the post injection as the temperature of the exhaust gas in the exhaust passage decreases,
When the deceleration regeneration control is performed, the deceleration regeneration control unit calculates the negative engine torque so that the absolute value of the negative engine torque increases as the vehicle speed increases, and the injection amount of the post injection increases. 1. An exhaust emission control system for a vehicle, wherein the regeneration torque is calculated so that the regeneration torque increases as the amount increases.
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