JP5110327B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの排気浄化装置に係り、詳しくは、排気通路に備えた排気浄化装置の再生技術に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine, and more particularly to a regeneration technology for an exhaust emission purification device provided in an exhaust passage.

一般に、エンジンの排気通路には、排気中のNOx(窒素酸化物)やPM(粒子状物質)等の物質を捕集し、排気を浄化する排気浄化装置が設けられている。これらの排気浄化装置では、排気中の物質を捕集することで、その成分が排気浄化装置内に堆積し捕集能力が徐々に低下してしまう。そこで、排気浄化装置の温度を上昇させることで、排気浄化装置に堆積した成分を除去する再生処理が行われている。再生処理としては、例えばエンジンにより駆動される発電機の負荷を上昇させてエンジンに高負荷運転をさせることで、排気浄化装置に流入する排気の温度を上昇させる方法が開発されている(特許文献1)。   In general, an exhaust gas purifying apparatus that collects substances such as NOx (nitrogen oxide) and PM (particulate matter) in exhaust gas and purifies the exhaust gas is provided in the exhaust passage of the engine. In these exhaust gas purification apparatuses, by collecting substances in the exhaust gas, the components are accumulated in the exhaust gas purification apparatus, and the collection ability is gradually reduced. Therefore, regeneration processing is performed to remove components accumulated in the exhaust purification device by raising the temperature of the exhaust purification device. As a regeneration process, for example, a method has been developed in which the load of a generator driven by the engine is increased to cause the engine to operate at a high load, thereby increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification device (Patent Document). 1).

特開2007−230409号公報JP 2007-230409 A

上記特許文献1では、発電機を運転させることで発生した電気エネルギーをバッテリに充電して後で利用している。更に、再生処理前にあらかじめバッテリの充電量を低下させておくことで、バッテリの過充電を防止している。したがって、特許文献1では、再生時間を確保するために、再生前にあらかじめバッテリの充電量を大幅に低下させなければならない場合があり、特にバッテリの容量が少ない場合には、スタータモータのように電力消費量の大きい車載機器の作動可能時間を考慮すると、バッテリの充電量を大幅に低下させることは好ましくない。   In the above-mentioned patent document 1, electric energy generated by operating a generator is charged in a battery and used later. Furthermore, by reducing the amount of charge of the battery in advance before the regeneration process, overcharging of the battery is prevented. Therefore, in Patent Document 1, in order to secure the reproduction time, there is a case where the amount of charge of the battery needs to be greatly reduced in advance before the reproduction, especially when the battery capacity is small, like a starter motor. Considering the operable time of an on-vehicle device that consumes a large amount of power, it is not preferable to significantly reduce the charge amount of the battery.

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、再生時においてバッテリの過充電や充電状態の大幅な低下を防止できるように、バッテリの充電状態を適切に維持可能なエンジンの排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to prevent the battery from being overcharged during reproduction and to prevent a significant drop in the state of charge. An object of the present invention is to provide an engine exhaust gas purification device that can be appropriately maintained.

上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、エンジンにより駆動されて発電量を可変可能に発電しバッテリを充電する発電機と、エンジンの排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化手段と、発電機による発電によってエンジンに負荷を付与するとともにエンジンの出力トルクを増加させて排気浄化手段に流入する排気の温度を上昇させ排気浄化手段を再生する再生手段と、を備えたエンジンの排気浄化装置において、バッテリの充電可能容量を検出する充電状態検出手段と、再生手段による再生の残り時間を演算する再生残時間演算手段を備え、再生手段は、再生中に、発電機の最大発電電流から車両消費電流を減算して発電機の印加可能電流を演算するとともに、充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量を再生残時間演算手段により演算した再生の残り時間で除算して発電許容電流を演算し、発電許容電流が印加可能電流より低い場合には、発電許容電流を発電機の発電量として設定する一方、印加可能電流が発電許容電流より低い場合には、印加可能電流を発電機の発電量として設定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an electric generator driven by an engine to generate electric power with variable power generation and charge a battery, and an exhaust gas purification provided in an exhaust passage of the engine to purify exhaust gas. And a regeneration means for regenerating the exhaust purification means by applying a load to the engine by power generation by the generator and increasing the output torque of the engine to increase the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification means. The exhaust emission control device includes a charge state detecting means for detecting a chargeable capacity of the battery and a remaining regeneration time calculating means for calculating a remaining regeneration time by the regeneration means. The regeneration means is configured to generate the maximum power of the generator during regeneration. Subtract the vehicle current consumption from the current to calculate the current that can be applied to the generator, and regenerate the chargeable capacity of the battery detected by the charge state detection means Divide by the remaining regeneration time calculated by the time calculation means to calculate the allowable generation current, and if the allowable generation current is lower than the applicable current, set the allowable generation current as the power generation amount of the generator and apply When the current is lower than the power generation allowable current, the applicable current is set as the power generation amount of the generator .

また、請求項2の発明は、請求項1において、排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を備え、再生手段は、温度検出手段により検出した排気浄化手段の温度が第1の所定値以上である場合には、発電機の発電量を低下させてエンジンの負荷を低下させる一方、温度検出手段により検出した排気浄化手段の温度が第1の所定値未満である場合には、発電機の発電量を上昇させてエンジンの負荷を上昇させることを特徴とする。 Further, the invention of claim 2 comprises, in claim 1 , temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust purification means, and the regeneration means has a temperature of the exhaust purification means detected by the temperature detection means equal to or higher than a first predetermined value. If the temperature of the exhaust gas purifying means detected by the temperature detecting means is lower than the first predetermined value, the power generation amount of the generator is reduced to reduce the load of the engine. It is characterized by increasing the engine load by increasing the amount of power generation.

また、請求項3の発明は、請求項1または2において、再生手段は、再生中にバッテリの充電状態に基づいて発電機の発電量を変化させる場合に、該発電量及びエンジンの出力トルクを徐々に変化させることを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかにおいて、充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量が第2の所定値より少ない場合に、再生手段による再生開始時にバッテリの充電可能容量が第2の所定値まで増加するように再生前にあらかじめ発電機の発電量を低下させる再生準備手段を更に備えたことを特徴とする。
Further, the invention of claim 3, in claim 1 or 2, reproducing means, when changing the amount of electric power generated by the generator based on the charge state of the battery during playback, the output torque of the power generation amount and the engine It is characterized by being gradually changed.
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, when the chargeable capacity of the battery detected by the charge state detecting means is less than the second predetermined value, It is further characterized by further comprising a regeneration preparation means for reducing the power generation amount of the generator in advance before regeneration so that the chargeable capacity increases to the second predetermined value.

また、請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかにおいて、排気浄化手段は、排気中の窒素酸化物を吸蔵する窒素酸化物吸蔵触媒であり、再生手段は、窒素酸化物吸蔵触媒に堆積した硫黄酸化物を除去して該窒素酸化物吸蔵触媒を再生することを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかにおいて、エンジンは、駆動源としてモータを備えたハイブリッドエンジンであり、発電機は、モータであることを特徴とする。
The invention according to claim 5 provides the method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the exhaust purification means is a nitrogen oxide storage catalyst for storing nitrogen oxide in the exhaust, and the regeneration means is a nitrogen oxide storage catalyst. The nitrogen oxide storage catalyst is regenerated by removing the sulfur oxide deposited on the catalyst.
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the engine is a hybrid engine including a motor as a drive source, and the generator is a motor.

本発明の請求項1のエンジンの排気浄化装置によれば、排気浄化手段の再生中において発電機の発電量を可変制御してエンジンに負荷を付与し、エンジンの出力トルクを増加させるので、容易に排気温度を上昇させて再生を行うことができる。
特に、本願では、再生中にバッテリの充電可能容量を検出し、このバッテリの充電可能容量を再生の残り時間で除算して発電許容電流を演算するとともに、発電機の最大発電電流から車両消費電流を減算して発電機の印加可能電流を演算する。そして、発電許容電流が印加可能電流より低い場合には、発電許容電流を発電機の発電量として設定するので、バッテリの充電状態が満充電状態に近付くにしたがって発電機の発電量が低下して再生中にバッテリの過充電を防止することができる。また、再生完了時にバッテリが満充電となるので、再生時間を確保した上で過充電を防止しつつバッテリの充電状態を極力満充電に近付けた状態で再生を行うことができる。
According to the engine exhaust gas purification apparatus of the first aspect of the present invention, it is easy to variably control the power generation amount of the generator during regeneration of the exhaust gas purification means to apply a load to the engine and increase the output torque of the engine. The regeneration can be performed by raising the exhaust temperature.
In particular, in the present application, the rechargeable capacity of the battery is detected during regeneration, the power generation allowable current is calculated by dividing the rechargeable capacity of the battery by the remaining regeneration time, and the vehicle current consumption is calculated from the maximum generated current of the generator. Is subtracted to calculate the current that can be applied to the generator. When the generation allowable current is lower than the applicable current, the generation allowable current is set as the power generation amount of the generator, so that the power generation amount of the generator decreases as the battery charge state approaches the fully charged state. It is possible to prevent overcharging of the battery during reproduction. In addition, since the battery is fully charged when the regeneration is completed, it is possible to perform the regeneration in a state where the charged state of the battery is as close as possible to the full charge while preventing the overcharge while securing the regeneration time.

したがって、再生時においてバッテリの過充電や充電状態の大幅な低下を防止できるように、バッテリの充電状態を適切に維持することが可能となる。特に、再生時にバッテリの充電量の低下が抑えられるので、バッテリにより駆動する車載機器等の作動時間を十分に確保することができる。  Therefore, the state of charge of the battery can be appropriately maintained so that the battery can be prevented from being overcharged or greatly reduced in the state of charge during regeneration. In particular, since a decrease in the amount of charge of the battery during reproduction is suppressed, it is possible to sufficiently ensure the operation time of an in-vehicle device or the like driven by the battery.

また、発電機による印加可能電流が発電許容電流より低い場合には、この印加可能電流が発電機の発電量に設定されるので、発電機の能力に見合った発電量に設定され、エンジンの出力トルクを発電機の負荷に対応して正確に制御することができる。
本発明の請求項2のエンジンの排気浄化装置によれば、排気浄化手段の温度が第1の所定値以上である場合には、発電機の発電量を低下させエンジンの負荷が低下するので、排気温度が低下する。一方、排気浄化手段の温度が第1の所定値未満である場合には、発電機の発電量を上昇させエンジンの負荷が上昇するので、排気温度が上昇する。このように、排気浄化手段の温度に応じて排気温度が補正され、排気浄化手段の再生をより適切に行うことができる。
In addition, when the current that can be applied by the generator is lower than the allowable generation current, the current that can be applied is set to the amount of power generated by the generator. Torque can be accurately controlled according to the load of the generator.
According to the engine exhaust gas purification apparatus of claim 2 of the present invention, when the temperature of the exhaust gas purification means is equal to or higher than the first predetermined value, the power generation amount of the generator is reduced and the engine load is reduced. The exhaust temperature decreases. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas purification means is less than the first predetermined value, the power generation amount of the generator is increased and the engine load is increased, so that the exhaust gas temperature rises. In this way, the exhaust gas temperature is corrected according to the temperature of the exhaust gas purification means, and the exhaust gas purification means can be regenerated more appropriately.

本発明の請求項3のエンジンの排気浄化装置によれば、発電機の発電量を変化させる場合に、該発電量及びエンジンの出力トルクを徐々に変化させるので、エンジンの負荷及び出力トルクの急激な変化が防止され、再生中におけるエンジンの作動を安定化させることができる。
本発明の請求項4のエンジンの排気浄化装置によれば、バッテリの充電可能容量が第2の所定値より少ない場合には、再生前に発電量を低下させてバッテリの充電可能容量を第2の所定値まで増加させるので、過充電をし難くして再生機会をより多く確保することができる。
According to the engine exhaust gas purification apparatus of the third aspect of the present invention, when the power generation amount of the generator is changed, the power generation amount and the engine output torque are gradually changed. Therefore, the engine operation during regeneration can be stabilized.
According to the exhaust emission control device for an engine of claim 4 of the present invention, when the chargeable capacity of the battery is smaller than the second predetermined value, the power generation amount is reduced before regeneration to reduce the chargeable capacity of the battery to the second value. Therefore, it is difficult to overcharge and more regeneration opportunities can be secured.

本発明の請求項5のエンジンの排気浄化装置によれば、窒素酸化物吸蔵触媒に堆積した硫黄酸化物を除去する、所謂Sパージ時において、バッテリの充電状態を検出し発電機の発電量を制御することで、バッテリの充電状態を適切に維持することができる。
本発明の請求項6のエンジンの排気浄化装置によれば、ハイブリッドエンジンにおいて、発電機の機能を有するモータを使用して、排気浄化手段の再生中にバッテリの充電状態を検出しモータの発電量を制御することで、バッテリの充電状態を適切に維持することができる。
According to the engine exhaust gas purification apparatus of the fifth aspect of the present invention, during the so-called S purge for removing sulfur oxide deposited on the nitrogen oxide storage catalyst, the state of charge of the battery is detected and the power generation amount of the generator is determined. By controlling, the state of charge of the battery can be appropriately maintained.
According to the engine exhaust gas purification apparatus of claim 6 of the present invention, in a hybrid engine, a motor having a function of a generator is used to detect the state of charge of the battery during regeneration of the exhaust gas purification means, and the amount of power generated by the motor. By controlling this, it is possible to appropriately maintain the state of charge of the battery.

本発明に係るエンジンの排気系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exhaust system of the engine which concerns on this invention. Sパージの制御要領を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control point of S purge. 発電機負荷制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of a generator load control process. 発電電流最大値を求めるマップである。It is a map which calculates | requires a generated current maximum value. オルタネータの負荷トルクの内訳を示すグラフである。It is a graph which shows the breakdown of the load torque of an alternator. Sパージ判定用のマップである。It is a map for S purge determination. 触媒温度に応じた補正用のマップである。It is a map for correction | amendment according to a catalyst temperature. 再生制御前のバッテリの充電状態の準備制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparation control of the charge condition of the battery before reproduction | regeneration control.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の排気浄化装置が適用されたエンジン1の排気系の概略構成図である。
本実施形態のエンジン1はディーゼルエンジンである。エンジン1の排気通路2には、排気浄化手段として、エンジン1から下流側に向かって順番に、酸化触媒(DOC)3、NOx吸蔵触媒(NTC)4、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)5が介装されている。酸化触媒3は、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して形成されており、排気中のCO及びHCを酸化させてCO及びHOに変換させるとともに、排気中のNOを酸化させてNOを生成する機能を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust system of an engine 1 to which an exhaust emission control device of the present invention is applied.
The engine 1 of this embodiment is a diesel engine. In the exhaust passage 2 of the engine 1, an oxidation catalyst (DOC) 3, a NOx storage catalyst (NTC) 4, and a DPF (diesel particulate filter) 5 are disposed in order from the engine 1 toward the downstream side as exhaust purification means. It is disguised. The oxidation catalyst 3 is formed by supporting a catalytic noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) on a porous wall forming a passage, and oxidizes CO and HC in exhaust gas. together is converted to CO 2 and H 2 O Te has a function of NO in the exhaust is oxidized to generate NO 2.

NOx吸蔵触媒4は、例えば、白金(Pt),パラジウム(Pd)等の貴金属を含んだ担体に、バリウム(Ba),カリウム(K)等のNOx吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気(酸化雰囲気)下でNOxを捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気(還元雰囲気)下で、捕捉しているNOxを放出し、排気中のHC、COと反応させて還元する機能を有している。   The NOx storage catalyst 4 is configured, for example, by supporting a NOx storage agent such as barium (Ba) or potassium (K) on a support containing a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd). While trapping NOx under an air-fuel ratio atmosphere (oxidizing atmosphere), it has the function of releasing the trapped NOx under a rich air-fuel ratio atmosphere (reducing atmosphere) and reducing it by reacting with HC and CO in the exhaust. is doing.

DPF5は、例えば、ハニカム担体の通路の上流側及び下流側を交互にプラグで閉鎖して、排気中のPMを捕集する機能を有しており、更に、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して形成されている。
エンジン1のスタータモータ10は、バッテリ11より電力を供給されて駆動する。バッテリ11は、エンジン1により駆動されるオルタネータ(発電機)12により電力を供給されて充電する。オルタネータ12は、ECU20により駆動制御され、発電量を可変可能な機能を有している。
The DPF 5 has a function of, for example, alternately closing the upstream side and the downstream side of the honeycomb carrier passage with plugs to collect PM in the exhaust gas, and further, on the porous wall forming the passage. It is formed by supporting a catalytic noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh).
The starter motor 10 of the engine 1 is driven by power supplied from the battery 11. The battery 11 is supplied with electric power from an alternator (generator) 12 driven by the engine 1 to be charged. The alternator 12 is drive-controlled by the ECU 20 and has a function capable of changing the amount of power generation.

バッテリ11とオルタネータ12との間を繋ぐ線路には、バッテリ11に充放電する電流値Ibを検出する電流センサ21が備えられている。
NOx吸蔵触媒4の上流の排気通路2には、NOx吸蔵触媒4に流入する排気の温度を触媒温度Tcとして検出する温度センサ22が設けられている。
ECU20は、エンジン1の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。
A line connecting the battery 11 and the alternator 12 is provided with a current sensor 21 that detects a current value Ib for charging / discharging the battery 11.
A temperature sensor 22 is provided in the exhaust passage 2 upstream of the NOx storage catalyst 4 to detect the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx storage catalyst 4 as the catalyst temperature Tc.
The ECU 20 is a control device for performing comprehensive control including operation control of the engine 1, and includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), and the like. It consists of

ECU20の入力側には、クランク角を検出するクランク角センサや図示しないエアフローセンサ、アクセルポジションセンサ等が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ECU20の出力側には、燃料噴射弁やスロットルバルブ等の各種出力デバイスが接続されている。ECU20は、各種センサ類からの検出情報に基づいて筒内への燃料噴射量、燃料噴射時期、吸気量等を演算し、各種出力デバイスにそれぞれ出力することで、適正なタイミングで燃料噴射弁等を制御する。
A crank angle sensor that detects a crank angle, an airflow sensor (not shown), an accelerator position sensor, and the like are connected to the input side of the ECU 20, and detection information from these sensors is input.
On the other hand, various output devices such as a fuel injection valve and a throttle valve are connected to the output side of the ECU 20. The ECU 20 calculates the fuel injection amount, the fuel injection timing, the intake air amount, etc. into the cylinder based on the detection information from various sensors, and outputs them to various output devices, respectively, so that the fuel injection valve etc. at an appropriate timing To control.

上記のようにDPF5の上流に酸化触媒3を配置することにより、リッチ空燃比雰囲気下では、酸化触媒3からNOが排出され、NOx吸蔵触媒4を通過してDPF5に流入し、DPF5に捕集され堆積しているPM中の炭素成分であるすすと反応してこれを酸化させる。酸化したすすはCOとなり、DPF5から除去され、DPF5が連続的に再生される(連続再生)。 By disposing the oxidation catalyst 3 upstream of the DPF 5 as described above, NO 2 is discharged from the oxidation catalyst 3 in a rich air-fuel ratio atmosphere, passes through the NOx storage catalyst 4, flows into the DPF 5, and is captured by the DPF 5. It reacts with soot, which is a carbon component in the accumulated PM, and oxidizes it. The oxidized soot becomes CO 2 and is removed from the DPF 5 , and the DPF 5 is continuously regenerated (continuous regeneration).

上記の連続再生では、エンジン1の運転状況により十分にDPF5の再生が行われない場合がある。そこで、ECU20は、DPF5でのPMの堆積量を推定し、この推定量が許容量以上となったときに、強制再生を実施させる。強制再生は、DPF5に流入する排気の温度を上昇させることで、DPF5に堆積したPMを燃焼除去し、DPF5を再生させるものである(再生手段)。   In the above-described continuous regeneration, the DPF 5 may not be sufficiently regenerated depending on the operating condition of the engine 1. Therefore, the ECU 20 estimates the amount of PM accumulated in the DPF 5, and performs forced regeneration when the estimated amount exceeds an allowable amount. In the forced regeneration, the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 5 is raised to burn and remove the PM deposited on the DPF 5 to regenerate the DPF 5 (regeneration means).

強制再生の開始判定は、例えば筒内への燃料噴射量とエンジン1の運転時間を積算して推定したり、DPF5の上流側と下流側とで排気通路での差圧を検出し、差圧と排気流量との積算値に基づいて判定したりすればよい。
また、エンジン1には、NOx吸蔵触媒4に吸蔵されたNOxを排出させるNOxパージ機能が備えられている。NOxパージは、ECU20により、上述する各種センサ類からの検出情報、即ちエンジン1の運転状態に基づいて、上記のようにNOx吸蔵触媒4に流入する排気の空燃比をリッチ化させることで実行される。また、NOx吸蔵触媒4には燃料中の硫黄成分の酸化によるSOxも硫酸塩として堆積されるので、この堆積した硫黄成分をNOx吸蔵触媒4から除去するために、エンジン1にはS(サルファ)パージ機能も備えられている。このSパージは、上記NOxパージと同様にNOx吸蔵触媒4に流入する排気の空燃比をリッチ化させるとともに、更に、排気温度を上昇させてNOx吸蔵触媒4を高温状態にすることで実行される。NOxパージ及びSパージの開始判定は、例えば筒内への燃料噴射量とエンジン1の運転時間を積算して推定すればよい。
For example, the forced regeneration start determination is performed by integrating the fuel injection amount into the cylinder and the operating time of the engine 1 or by detecting the differential pressure in the exhaust passage between the upstream side and the downstream side of the DPF 5. Or a determination based on the integrated value of the exhaust flow rate.
Further, the engine 1 is provided with a NOx purge function for discharging NOx stored in the NOx storage catalyst 4. The NOx purge is executed by the ECU 20 by enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage catalyst 4 as described above based on the detection information from the various sensors described above, that is, the operating state of the engine 1. The Further, since SOx resulting from oxidation of the sulfur component in the fuel is also deposited as sulfate on the NOx storage catalyst 4, the engine 1 has S (sulfur) to remove the accumulated sulfur component from the NOx storage catalyst 4. A purge function is also provided. This S purge is executed by enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage catalyst 4 and raising the exhaust temperature to bring the NOx storage catalyst 4 to a high temperature state, similarly to the NOx purge. . The start determination of NOx purge and S purge may be estimated by integrating the amount of fuel injected into the cylinder and the operating time of the engine 1, for example.

上記強制再生やSパージといった再生時において、本実施形態では、排気温度を上昇させる方法として、燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量してトルクを上昇させる方法が採用されている。特に本実施形態では、ECU20は電流センサ21から入力したバッテリ11の電流値Ibや温度センサ22から入力した触媒温度Tc、エンジン1の回転速度Ne等のエンジン1の運転状態を入力して、再生時においてバッテリ11の充電状態に応じてオルタネータ12の負荷及びエンジン1のトルク制御を行なう。   During regeneration such as forced regeneration or S purge, in the present embodiment, a method of increasing the torque by increasing the fuel injection amount from the fuel injection valve is employed as a method of increasing the exhaust temperature. In particular, in the present embodiment, the ECU 20 inputs the current state Ib of the battery 11 input from the current sensor 21, the catalyst temperature Tc input from the temperature sensor 22, the operating state of the engine 1 such as the rotational speed Ne of the engine 1, and the regeneration. At this time, the load of the alternator 12 and the torque control of the engine 1 are controlled according to the state of charge of the battery 11.

以下、図2〜図8を用いて、排気浄化装置の再生制御の一つとして、NOx吸蔵触媒4のSパージの制御について説明する。
図2は、ECU20におけるSパージ時の制御判別要領を示すフローチャートである。
本ルーチンは、キースイッチONにより実行される。
ステップS10では、バッテリ11の充電状態を監視する。具体的には、電流センサ21により検出した、バッテリ11に充放電する電流値Ibを入力する。そして、ステップS20に進む。
Hereinafter, S purge control of the NOx occlusion catalyst 4 will be described as one of regeneration control of the exhaust gas purification apparatus with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing a control determination procedure at the time of S purge in the ECU 20.
This routine is executed when the key switch is turned ON.
In step S10, the state of charge of the battery 11 is monitored. Specifically, the current value Ib for charging / discharging the battery 11 detected by the current sensor 21 is input. Then, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、バッテリ11の充電状態を示す数値として、バッテリ11の残容量(充電可能容量)Qbを算出する(充電状態検出手段)。バッテリの残容量Qbは、ステップS10において入力した電流値Ibを積算して求められる。充電状態を示す数値としては、本実施形態では電流×時間で表される残容量Qb(AH)が用いられるが、残容量Qbの代わりに、満充電に対する充電量の割合を示すSOC(%)を用いてもよい。そして、ステップS30に進む。   In step S20, the remaining capacity (chargeable capacity) Qb of the battery 11 is calculated as a numerical value indicating the state of charge of the battery 11 (charge state detection means). The remaining capacity Qb of the battery is obtained by integrating the current value Ib input in step S10. As a numerical value indicating the state of charge, the remaining capacity Qb (AH) represented by current × time is used in this embodiment. Instead of the remaining capacity Qb, SOC (%) indicating the ratio of the charged amount to the full charge is used. May be used. Then, the process proceeds to step S30.

ステップS30では、NOx吸蔵触媒4がSパージを必要とするか否かを判別する。Sパージを必要とするか否かは、例えばエンジン1の筒内への燃料噴射量とエンジン1の運転時間とを積算し、該積算値があらかじめ設定した許容量を超えたか否かをもって判別すればよい。Sパージを必要としない場合は本ルーチンを終了する。Sパージを必要とする場合は、ステップS40に進む。   In step S30, it is determined whether or not the NOx storage catalyst 4 requires S purge. Whether or not S purge is necessary is determined by, for example, integrating the fuel injection amount into the cylinder of the engine 1 and the operating time of the engine 1 and determining whether or not the integrated value exceeds a preset allowable amount. That's fine. If S purge is not required, this routine is terminated. If S purge is required, the process proceeds to step S40.

ステップS40では、ステップS20において演算したバッテリ11の残容量Qbが所定値Q1より大きいか否かを判別する。残容量Qbが所定値Q1より大きい場合には、発電機負荷制御サブルーチンS50が実行される。なお、所定値Q1は、Sパージ時にバッテリ11の充電が必要か否かを判別できるように、満充電に近い値に設定すればよい。そして、発電機負荷制御サブルーチンS50が終了すると、本(メイン)ルーチンも終了する。   In step S40, it is determined whether or not the remaining capacity Qb of the battery 11 calculated in step S20 is greater than a predetermined value Q1. When the remaining capacity Qb is larger than the predetermined value Q1, the generator load control subroutine S50 is executed. The predetermined value Q1 may be set to a value close to full charge so that it can be determined whether or not the battery 11 needs to be charged during the S purge. Then, when the generator load control subroutine S50 ends, this (main) routine also ends.

ステップS40において、残容量Qbが所定値Q1以下である、即ち満充電に近いと判定された場合は、ステップS60に進む。
ステップS60では、通常Sパージが可能か否かを判別する。通常Sパージは、オルタネータ12の負荷を増加制御せずにバッテリ11への充電が行われないようにして実行されるSパージである。詳しくは、エンジン1の運転状態が、オルタネータ12により負荷をかけなくとも高負荷運転状態であり、Sパージが可能であるか否かを判別する。通常Sパージが可能である場合には、ステップS70に進む。
If it is determined in step S40 that the remaining capacity Qb is equal to or less than the predetermined value Q1, that is, close to full charge, the process proceeds to step S60.
In step S60, it is determined whether normal S purge is possible. The normal S purge is an S purge that is executed without increasing the load of the alternator 12 so that the battery 11 is not charged. Specifically, it is determined whether or not the operating state of the engine 1 is a high-load operating state without applying a load by the alternator 12 and S purge is possible. If the normal S purge is possible, the process proceeds to step S70.

ステップS70では、通常Sパージを行う。通常Sパージは、上記のようにオルタネータ12の負荷を増加せずにエンジン1の発生トルクを増加させて排気温度を上昇させる制御である。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS60において、通常Sパージが可能ではないと判定された場合は、ステップS80に進む。
In step S70, normal S purge is performed. The normal S purge is control for increasing the exhaust temperature by increasing the torque generated by the engine 1 without increasing the load of the alternator 12 as described above. Then, this routine ends.
If it is determined in step S60 that the normal S purge is not possible, the process proceeds to step S80.

ステップS80では、Sパージを行わずに通常のエンジン制御を継続する。そして、本ルーチンを終了する。
図3は、上記メインルーチンのステップS50で実行される発電機負荷制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
本サブルーチンを開始すると、まず、ステップS100では、電流センサ21により検出した電流値Ibを入力する。そして、ステップS110に進む。
In step S80, normal engine control is continued without performing S purge. Then, this routine ends.
FIG. 3 is a flowchart showing a subroutine of the generator load control process executed in step S50 of the main routine.
When this subroutine is started, first, in step S100, the current value Ib detected by the current sensor 21 is input. Then, the process proceeds to step S110.

ステップS110では、ステップS100において入力した電流値Ibを積算して、バッテリ11の残容量Qbを算出する。そして、ステップS120に進む。
ステップS120では、ステップS110にて演算したバッテリ11の残容量Qbが所定値Q1より大きいか否か、即ちバッテリ11が満充電に近い状態でないか否かを判別する。残容量Qbが所定値Q1以下、即ち満充電に近い状態である場合には、本サブルーチンを終了してメインルーチンにリターンする。残容量Qbが所定値Q1より大きい、即ち満充電に近い状態に達していない場合には、ステップS130に進む。
In step S110, the current value Ib input in step S100 is integrated to calculate the remaining capacity Qb of the battery 11. Then, the process proceeds to step S120.
In step S120, it is determined whether or not the remaining capacity Qb of the battery 11 calculated in step S110 is greater than a predetermined value Q1, that is, whether or not the battery 11 is not in a fully charged state. If the remaining capacity Qb is equal to or less than the predetermined value Q1, that is, close to full charge, this subroutine is terminated and the process returns to the main routine. When the remaining capacity Qb is larger than the predetermined value Q1, that is, when the state is not close to full charge, the process proceeds to step S130.

ステップS130では、ステップS110において算出したバッテリの残容量Qbと、ステップS250で後述するSパージ残り時間Trとを用いて、次式(1)によりオルタネータ12の発電許容電流αを算出する。
α=Qb/Tr・・・(1)
そして、ステップS140に進む。
In step S130, the power generation allowable current α of the alternator 12 is calculated by the following equation (1) using the remaining battery capacity Qb calculated in step S110 and an S purge remaining time Tr described later in step S250.
α = Qb / Tr (1)
Then, the process proceeds to step S140.

ステップS140では、電流センサ21によりバッテリ11へ流出入する電流Ibを検出して入力し、バッテリ11へ現在流入する電流値Ibと現在設定されているオルタネータ12の発電電流目標値Igとに基づいて、次式(2)により現在の車両消費電流Iwを算出する。
Iw=Ig−Ib・・・(2)
そして、ステップS150に進む。
In step S140, the current Ib flowing into and out of the battery 11 is detected and input by the current sensor 21, and based on the current value Ib currently flowing into the battery 11 and the currently set power generation current value Ig of the alternator 12. Then, the current vehicle consumption current Iw is calculated by the following equation (2).
Iw = Ig−Ib (2)
Then, the process proceeds to step S150.

ステップS150では、図4を用いて現在のエンジン回転速度Neに応じたオルタネータ12のフル稼働時での発電電流値Igmaxを求める。そして、該発電電流値IgmaxとステップS140において算出した車両消費電流Iwに基づいて、次式(3)によりオルタネータ12が印加可能な電流β(印加可能電流)を算出する。
β=Igmax−Iw・・・(3)
そして、ステップS160に進む。
In step S150, the generated current value Igmax when the alternator 12 is in full operation according to the current engine speed Ne is obtained using FIG. Based on the generated current value Igmax and the vehicle consumption current Iw calculated in step S140, a current β (applicable current) that can be applied by the alternator 12 is calculated by the following equation (3).
β = Igmax−Iw (3)
Then, the process proceeds to step S160.

ステップS160では、ステップS130で演算した発電許容電流αと、ステップS150で算出した印加可能な電流βとを比較し、この2つの値α、βのうち小さい方の値を選択して、オルタネータ12の発電電流目標値Igに設定する。そして、ステップS170に進む。
ステップS170では、ステップS160において設定したオルタネータ12の発電電流目標値Igと、ステップS140において算出した車両消費電流Iwとに基づいて、オルタネータ12の負荷印加に応じた負荷トルクLbを演算する。詳しくは、式(4)に示すように、ステップS160で設定した発電電流目標値Igを発生させるために必要なオルタネータ12の負荷トルクLaから車両消費電流Iw分を発電するためのオルタネータ12の負荷トルクLwを減算し、オルタネータ12による負荷印加分の負荷トルクLbを演算する。
In step S160, the power generation allowable current α calculated in step S130 is compared with the applicable current β calculated in step S150, the smaller one of the two values α and β is selected, and the alternator 12 is selected. To the generated current target value Ig. Then, the process proceeds to step S170.
In step S170, the load torque Lb corresponding to the load application of the alternator 12 is calculated based on the generated current target value Ig of the alternator 12 set in step S160 and the vehicle consumption current Iw calculated in step S140. Specifically, as shown in Expression (4), the load of the alternator 12 for generating the vehicle consumption current Iw from the load torque La of the alternator 12 necessary for generating the generation current target value Ig set in step S160. The torque Lw is subtracted, and the load torque Lb corresponding to the load applied by the alternator 12 is calculated.

Lb=La−Lw・・・(4)
そして、ステップS180に進む。なお、図5は、オルタネータ12の負荷トルクLaの内訳を示すグラフである。図5に示すように、エンジン1の回転速度Neに応じて各値は変化するが、オルタネータ12の発電電流目標値Igに対応する負荷トルクLaは、車両消費電流Iwに対応する負荷トルクLwとオルタネータ12により印加した分の負荷トルクLbとを加算した値である。
Lb = La−Lw (4)
Then, the process proceeds to step S180. FIG. 5 is a graph showing a breakdown of the load torque La of the alternator 12. As shown in FIG. 5, each value changes according to the rotational speed Ne of the engine 1, but the load torque La corresponding to the generated current target value Ig of the alternator 12 is the load torque Lw corresponding to the vehicle consumption current Iw. This is a value obtained by adding the load torque Lb applied by the alternator 12.

ステップS180では、ステップS160において設定した発電電流目標値Ig時における負荷LaでSパージが可能か否かを判別する。Sパージが可能か否かは、図6に示すようにエンジン1の回転速度Neとエンジン発生トルク(負荷)とに基づいて求められる。図6中のSパージ判定用閾値を示す線より低負荷、低回転側がSパージ不可であり、高回転、高負荷側がSパージ可能であると判定する。例えば、オルタネータ12による負荷印加を受けない状態(図6中斜線部)でSパージ判定用閾値を示す線より低負荷、低回転側であっても、負荷印加を受けて負荷トルクLbが追加された状態(図6中ドット部)でSパージ判定用閾値を示す線より高負荷、高回転側であればSパージ可能であると判定する。そして、Sパージが可能でないと判定された場合には、本サブルーチンを終了してメインルーチンにリターンする。Sパージが可能であると判断された場合には、ステップS190に進む。   In step S180, it is determined whether or not S purge is possible with the load La at the generated current target value Ig set in step S160. Whether or not S purge is possible is determined based on the rotational speed Ne of the engine 1 and the engine generated torque (load) as shown in FIG. It is determined that the S purge is not possible on the low load and low rotation side from the line indicating the threshold for S purge determination in FIG. 6, and the S purge is possible on the high rotation and high load side. For example, the load torque Lb is added by receiving the load even when the load is not applied by the alternator 12 (the shaded area in FIG. 6) and the load is lower than the line indicating the threshold value for S purge determination, even on the low rotation side. In this state (dot portion in FIG. 6), it is determined that S purge is possible if the load is higher than the line indicating the threshold value for S purge determination and the rotation speed is higher. If it is determined that the S purge is not possible, this subroutine is terminated and the process returns to the main routine. If it is determined that S purge is possible, the process proceeds to step S190.

ステップS190では、ステップS160で演算された発電電流目標値Igを発電するようにオルタネータ12を制御する。更に、ステップS170で演算された負荷トルクLbに応じて例えば燃料噴射弁を制御して空燃比をリッチ化し、エンジン1の発生トルクを上昇させる。このとき、エンジン1の運転が不安定とならないように、オルタネータ12の負荷を徐々に上昇させ、これに合わせてエンジン1の発生トルクも徐々に上昇させるとよい。そして、ステップS200に進む。   In step S190, the alternator 12 is controlled to generate the generated current target value Ig calculated in step S160. Further, for example, the fuel injection valve is controlled according to the load torque Lb calculated in step S170 to enrich the air-fuel ratio, and the generated torque of the engine 1 is increased. At this time, it is preferable to gradually increase the load of the alternator 12 and gradually increase the torque generated by the engine 1 so that the operation of the engine 1 does not become unstable. Then, the process proceeds to step S200.

ステップS200では、温度センサ22により検出した排気温度をNOx吸蔵触媒4の触媒温度Tcとして入力する。触媒温度Tcは、エンジン1の運転状態から推定してもよい。そして、ステップS210に進む。
ステップS210では、ステップS200において入力した触媒温度Tcが目標値T1(第1の所定値)以上であるか否かを判別する。目標値T1は、Sパージが十分可能となる温度に設定すればよい。そして、触媒温度Tcが目標値T1以上である場合には、ステップS220に進む。
In step S200, the exhaust temperature detected by the temperature sensor 22 is input as the catalyst temperature Tc of the NOx storage catalyst 4. The catalyst temperature Tc may be estimated from the operating state of the engine 1. Then, the process proceeds to step S210.
In step S210, it is determined whether or not the catalyst temperature Tc input in step S200 is equal to or higher than a target value T1 (first predetermined value). The target value T1 may be set to a temperature at which S purge is sufficiently possible. If the catalyst temperature Tc is equal to or higher than the target value T1, the process proceeds to step S220.

ステップS220では、オルタネータ12の発電電流目標値Igを低下させて、オルタネータ12の負荷を低下させる。具体的には、図7に示すようなマップを用いて、触媒温度Tcとエンジン回転速度Neとにより補正量ΔIgを求めて、オルタネータ12の発電電流目標値Igに減算して補正すればよい。更に、オルタネータ12の負荷の低下分、エンジン1の発生トルクを低下させる。そして、ステップS240に進む。   In step S220, the generated current target value Ig of the alternator 12 is reduced to reduce the load on the alternator 12. Specifically, the correction amount ΔIg may be obtained from the catalyst temperature Tc and the engine rotational speed Ne using a map as shown in FIG. 7 and subtracted from the generated current target value Ig of the alternator 12 for correction. Further, the generated torque of the engine 1 is reduced by the amount of decrease in the load of the alternator 12. Then, the process proceeds to step S240.

ステップS210において、触媒温度Tcが目標値T1未満である場合には、ステップS230に進む。
ステップS230では、オルタネータ12の発電電流目標値Igが上昇するよう制御して、オルタネータ12の負荷を上昇させる。具体的には、図7を用いて求めた補正量ΔIgをオルタネータ12の発電電流目標値Igに加算して補正すればよい。更に、オルタネータ12の負荷の上昇分、エンジン1の発生トルクを上昇させる。そして、ステップS240に進む。
If the catalyst temperature Tc is less than the target value T1 in step S210, the process proceeds to step S230.
In step S230, the load of the alternator 12 is increased by controlling the generated current target value Ig of the alternator 12 to increase. Specifically, the correction amount ΔIg obtained using FIG. 7 may be added to the generated current target value Ig of the alternator 12 for correction. Further, the generated torque of the engine 1 is increased by the increase in the load of the alternator 12. Then, the process proceeds to step S240.

ステップS240では、Sパージを開始してからの経過時間Tsが設定時間T2内であるか否かを判別する。設定時間T2は、硫黄成分がNOx吸蔵触媒4から除去される時間にあらかじめ設定されている。経過時間Tsが設定時間T2を越えた場合には、サブルーチンを終了してメインルーチンにリターンする。経過時間Tsが設定時間T2内である場合には、ステップS250に進む。   In step S240, it is determined whether or not the elapsed time Ts from the start of the S purge is within the set time T2. The set time T2 is set in advance to a time during which the sulfur component is removed from the NOx storage catalyst 4. When the elapsed time Ts exceeds the set time T2, the subroutine is terminated and the process returns to the main routine. If the elapsed time Ts is within the set time T2, the process proceeds to step S250.

ステップS250では、上記Sパージの設定時間T2からSパージの経過時間Tsを減算し、Sパージの残り時間Trを算出する(再生残時間演算手段)。そして、ステップS100に戻る。
更に、ECU20は、上記再生制御の前に、バッテリ11の充電状態を適正に準備するバッテリ充電準備制御を行う(再生準備手段)。
In step S250, the S purge elapsed time Ts is subtracted from the S purge set time T2 to calculate the remaining S purge time Tr (regeneration remaining time calculating means). Then, the process returns to step S100.
Further, before the regeneration control, the ECU 20 performs battery charge preparation control for appropriately preparing the state of charge of the battery 11 (regeneration preparation means).

図8は、再生制御前のバッテリ11の充電状態の準備制御を示すフローチャートである。
ステップS300では、Sパージが近い将来必要か否かを判別する。Sパージが近い将来必要か否かは、エンジン1の筒内への燃料噴射量とエンジン1の運転時間との積算値が、Sパージを開始する閾値に近付いたか否かで判定すればよい。Sパージが近い将来必要である場合には、ステップS310に進む。
FIG. 8 is a flowchart showing preparatory control for the state of charge of the battery 11 before regeneration control.
In step S300, it is determined whether or not S purge is necessary in the near future. Whether or not the S purge is necessary in the near future may be determined based on whether or not the integrated value of the fuel injection amount into the cylinder of the engine 1 and the operating time of the engine 1 has approached the threshold value for starting the S purge. If S purge is necessary in the near future, the process proceeds to step S310.

ステップS310では、ステップS20のようにバッテリ11の充電状態を示す残容量Qbを求め、該残容量Qbが所定量Q2(第2の所定値)以上であるか否かを判別する。所定量Q2は、バッテリ11の容量の余裕が確保できるように設定するとよい。残容量Qbが所定量Q2以上である場合には、ステップS320に進む。
ステップS320では、バッテリ11を所定量Q2以上放電した状態を保持する。そして、本ルーチンを終了する。
In step S310, as in step S20, the remaining capacity Qb indicating the state of charge of the battery 11 is obtained, and it is determined whether or not the remaining capacity Qb is equal to or greater than a predetermined amount Q2 (second predetermined value). The predetermined amount Q2 is preferably set so that a capacity margin of the battery 11 can be secured. If the remaining capacity Qb is greater than or equal to the predetermined amount Q2, the process proceeds to step S320.
In step S320, the state in which the battery 11 is discharged by a predetermined amount Q2 or more is maintained. Then, this routine ends.

ステップS310において、残容量Qbが所定量Q2以上でない場合には、ステップS330に進む。
ステップS330では、発電抑制が可能な状態であるか否か、例えば夜間時のように、ヘッドランプ等の消費電流の比較的大きい電気負荷が作動していない状態であるか否かを判別する。発電抑制が可能な状態である場合には、ステップS340に進む。
If it is determined in step S310 that the remaining capacity Qb is not equal to or greater than the predetermined amount Q2, the process proceeds to step S330.
In step S330, it is determined whether or not it is in a state where power generation can be suppressed, for example, whether or not an electric load with relatively large current consumption such as a headlamp is not operating, such as at night. If power generation can be suppressed, the process proceeds to step S340.

ステップS340では、オルタネータ12の発電量を抑制し、バッテリ11の充電量を低下させて、所定量Q2放電した状態にする。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS330において、発電抑制が可能な状態でないと判定した場合には、ステップS350に進む。
ステップS350では、Sパージを優先させる必要があるか否かを判別する。詳しくは、発電抑制による弊害があってもSパージを行う必要があるか否か、具体的には、硫黄成分の堆積量が限界に達し、発電抑制により例えばヘッドランプの照度が低下してもSパージを行う必要があるか否かを判別し、Sパージを行う必要がある場合には、ステップS360に進む。
In step S340, the power generation amount of the alternator 12 is suppressed, the charge amount of the battery 11 is reduced, and a predetermined amount Q2 is discharged. Then, this routine ends.
If it is determined in step S330 that power generation cannot be suppressed, the process proceeds to step S350.
In step S350, it is determined whether or not it is necessary to prioritize S purge. Specifically, it is necessary to perform S purge even if there is a negative effect due to power generation suppression. Specifically, even if the amount of sulfur components deposited reaches a limit, and power generation suppression causes a decrease in headlamp illuminance, for example. It is determined whether or not it is necessary to perform S purge. If it is necessary to perform S purge, the process proceeds to step S360.

ステップS360では、オルタネータ12の発電量を抑制し、バッテリ11の充電量を低下させて、所定量Q2放電した状態にする。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS350において、Sパージを優先させる必要がないと判定された場合には、ステップS370に進む。
ステップS370では、発電抑制をせずに通常のエンジン制御を継続する。そして、本ルーチンを終了する。
In step S360, the power generation amount of the alternator 12 is suppressed, the charge amount of the battery 11 is reduced, and a predetermined amount Q2 is discharged. Then, this routine ends.
If it is determined in step S350 that it is not necessary to prioritize S purge, the process proceeds to step S370.
In step S370, normal engine control is continued without suppressing power generation. Then, this routine ends.

以上のように制御することで、NOx吸蔵触媒4のSパージ時には、オルタネータ12の発電電流目標値Igを可変制御してエンジン1に負荷を付与し、エンジン1の出力トルクを増加させることで、排気温度を上昇させることで、再生が行われる。
特に、本実施形態では、Sパージ時にバッテリ11の充電状態として残容量Qbを検出し、満充電に近い状態(所定値Q1以下)であるか否かを判別する。満充電に近い状態では、オルタネータ12に負荷印加しない通常Sパージを行う。そして、満充電に近い状態でなくバッテリ11に充電の余地があれば、Sパージ残り時間Trの充電によってバッテリ11が満充電となる電流値である発電許容電流αをオルタネータ12の発電電流目標値Igに設定する。このように、バッテリ11の充電状態に基づき、発電電流目標値Igが可変制御されることで、Sパージ中にバッテリ11の充電状態を適切な範囲内に維持することが可能となる。具体的には、バッテリ11の充電状態が満充電状態に近付くにしたがってオルタネータ12の発電電流目標値Igを低下させるので、再生中にバッテリの過充電を防止することができる。
By controlling as described above, during the S purge of the NOx storage catalyst 4, the generated current target value Ig of the alternator 12 is variably controlled to apply a load to the engine 1 and increase the output torque of the engine 1. Regeneration is performed by raising the exhaust temperature.
In particular, in the present embodiment, the remaining capacity Qb is detected as the state of charge of the battery 11 during the S purge, and it is determined whether or not the state is nearly full (predetermined value Q1 or less). In a state close to full charge, normal S purge in which no load is applied to the alternator 12 is performed. If the battery 11 is not fully charged and there is room for charging, the generation allowable current α, which is the current value at which the battery 11 is fully charged by charging the remaining S purge time Tr, is set as the target value for the generator current of the alternator 12. Set to Ig. As described above, the generated current target value Ig is variably controlled based on the state of charge of the battery 11, so that the state of charge of the battery 11 can be maintained within an appropriate range during the S purge. Specifically, since the generated current target value Ig of the alternator 12 is lowered as the charged state of the battery 11 approaches the fully charged state, it is possible to prevent overcharging of the battery during regeneration.

更に、発電電流目標値Igが発電許容電流αに設定されることで、Sパージ完了時に満充電となるので、Sパージ時間を確保してNOx吸蔵触媒4の再生を十分に可能にした上で、バッテリ11の過充電を防止しつつ極力満充電に近い状態に維持させることができる。このように再生中にバッテリ11の充電状態を満充電に近付けることで、再生時におけるエンジン作動による余剰エネルギーが極力バッテリ11に充電され、その後に利用することで燃費を向上させることができる。   Furthermore, since the generation current target value Ig is set to the generation allowable current α, the battery is fully charged when the S purge is completed. Therefore, the S purge time is secured and the regeneration of the NOx storage catalyst 4 is sufficiently possible. Thus, it is possible to maintain the battery 11 as close to full charge as possible while preventing overcharge of the battery 11. Thus, by bringing the state of charge of the battery 11 close to full charge during regeneration, surplus energy due to engine operation during regeneration is charged to the battery 11 as much as possible, and fuel consumption can be improved by using it after that.

そして、Sパージ中における過充電が防止されるので、過充電とならないように再生前にあらかじめバッテリ11の充電量を大幅に低下させる必要がなくなり、容易に再生開始が可能となる。このように、再生前にあらかじめバッテリ11の充電量を大幅に低下させる必要がなく、また再生中にバッテリ11の充電状態が満充電に近付けるように制御されるので、再生時におけるバッテリ11の充電状態の低下が抑えられ、例えばスタータモータ12のような車載機器の作動時間を十分に確保することができる。特に、バッテリ11の容量が比較的少なくとも、過放電を防止することができる。   Since overcharge during the S purge is prevented, it is not necessary to significantly reduce the charge amount of the battery 11 before regeneration so as not to cause overcharge, and regeneration can be started easily. In this way, it is not necessary to significantly reduce the amount of charge of the battery 11 in advance before reproduction, and the battery 11 is controlled so that the state of charge of the battery 11 approaches full charge during reproduction. The deterioration of the state is suppressed, and for example, the operation time of the in-vehicle device such as the starter motor 12 can be sufficiently secured. In particular, overdischarge can be prevented when the capacity of the battery 11 is relatively at least.

なお、本実施形態では、オルタネータ12による印加可能な電流βが発電許容電流αより低い場合には、この印加可能な電流βがオルタネータ12の発電電流目標値Igに設定されるので、オルタネータ12の能力に応じた発電電流目標値Igに設定され、エンジン1の出力トルクをオルタネータ12の負荷に対応して正確に制御することができる。
更に、本実施形態では、Sパージ中に触媒温度Tcに応じてオルタネータ12の負荷を増減するので、触媒温度Tcを再生に適した温度に設定することができ、燃料の無駄な消費を抑えつつSパージを効率的に行うことができる。
In the present embodiment, when the current β that can be applied by the alternator 12 is lower than the power generation allowable current α, the current β that can be applied is set to the power generation current target value Ig of the alternator 12. The generated current target value Ig corresponding to the capacity is set, and the output torque of the engine 1 can be accurately controlled in accordance with the load of the alternator 12.
Furthermore, in this embodiment, the load of the alternator 12 is increased or decreased during the S purge in accordance with the catalyst temperature Tc. Therefore, the catalyst temperature Tc can be set to a temperature suitable for regeneration, and wasteful consumption of fuel is suppressed. S purge can be performed efficiently.

本実施形態では、再生前にあらかじめバッテリ11の充電量を低下させているが、これは大幅に低下させるものではなく、バッテリ11が過放電状態とならない範囲で極力少なく低下させることが望ましい。このように、バッテリ11の充電量を低下させることで、再生機会をより確保することができる。
なお、本実施形態では、NOx吸蔵触媒4のSパージにおいて本発明を適用しているが、これ以外にも例えば、NOx吸蔵触媒4のNOxパージにおいて、あるいはDPF5の強制再生といったエンジン11の排気温度を上昇させて行われる各種排気浄化手段の再生時において本発明を適用することができる。
In the present embodiment, the charge amount of the battery 11 is reduced in advance before regeneration, but this is not a significant reduction, and it is desirable to reduce it as much as possible within a range in which the battery 11 is not overdischarged. In this way, by reducing the amount of charge of the battery 11, it is possible to further secure a regeneration opportunity.
In the present embodiment, the present invention is applied to the S purge of the NOx storage catalyst 4, but besides this, for example, the exhaust temperature of the engine 11 such as the NOx purge of the NOx storage catalyst 4 or forced regeneration of the DPF 5. The present invention can be applied at the time of regeneration of various exhaust gas purification means performed by raising the air pressure.

また、本実施形態では、ディーゼルエンジンに本発明を適用しているが、ガソリンエンジンでもNOx吸蔵触媒等の排気浄化装置の再生に適用可能である。
また、ハイブリッドエンジンにおいても本発明を適用することも可能である。この場合、図1中の破線で示す走行駆動及び発電用のモータ30を、オルタネータ12の代わりに発電機として利用することができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to a diesel engine. However, a gasoline engine can also be applied to regeneration of an exhaust purification device such as a NOx storage catalyst.
The present invention can also be applied to a hybrid engine. In this case, the traveling drive and power generation motor 30 indicated by the broken line in FIG. 1 can be used as a generator instead of the alternator 12.

1 エンジン
4 NOx吸蔵触媒
5 DPF
12 オルタネータ
20 ECU
21 電流センサ
22 温度センサ
30 モータ
1 Engine 4 NOx storage catalyst 5 DPF
12 Alternator 20 ECU
21 Current sensor 22 Temperature sensor 30 Motor

Claims (6)

エンジンにより駆動されて発電量を可変可能に発電しバッテリを充電する発電機と、前記エンジンの排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化手段と、前記発電機による発電によって前記エンジンに負荷を付与するとともに前記エンジンの出力トルクを増加させて前記排気浄化手段に流入する排気の温度を上昇させ前記排気浄化手段を再生する再生手段と、を備えたエンジンの排気浄化装置において、
前記バッテリの充電可能容量を検出する充電状態検出手段と
前記再生手段による再生の残り時間を演算する再生残時間演算手段を備え、
前記再生手段は、前記再生中に、前記発電機の最大発電電流から車両消費電流を減算して前記発電機の印加可能電流を演算するとともに、前記充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量を前記再生残時間演算手段により演算した再生の残り時間で除算して発電許容電流を演算し、前記印加可能電流が前記発電許容電流より低い場合には、前記印加可能電流を前記発電機の発電量として設定する一方、前記発電許容電流が前記印加可能電流より低い場合には、前記発電許容電流を前記発電機の発電量として設定することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
A generator driven by the engine to generate a variable amount of power and charge the battery, exhaust purification means for purifying exhaust provided in the exhaust passage of the engine, and load applied to the engine by power generation by the generator And regenerating means for regenerating the exhaust purification means by increasing the output torque of the engine to raise the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification means,
Charging state detecting means for detecting a chargeable capacity of the battery ;
Remaining reproduction time calculating means for calculating the remaining reproduction time by the reproducing means,
The regeneration means calculates a current that can be applied to the generator by subtracting a vehicle consumption current from a maximum generated current of the generator during the regeneration, and a chargeable capacity of the battery detected by the charge state detection means Is divided by the remaining regeneration time calculated by the remaining regeneration time calculating means to calculate a power generation allowable current, and when the applicable current is lower than the power generation allowable current, the applicable current is converted to the power generation of the generator. On the other hand, when the allowable power generation current is lower than the applicable current, the allowable power generation current is set as the power generation amount of the generator .
前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記再生手段は、前記温度検出手段により検出した前記排気浄化手段の温度が第1の所定値以上である場合には、前記発電機の発電量を低下させて前記エンジンの負荷を低下させる一方、前記温度検出手段により検出した前記排気浄化手段の温度が第1の所定値未満である場合には、前記発電機の発電量を上昇させて前記エンジンの負荷を上昇させることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust purification means,
When the temperature of the exhaust purification unit detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a first predetermined value, the regeneration unit reduces the power generation amount of the generator to reduce the load on the engine, claim temperature of the exhaust gas control means detected by said temperature detecting means when it is less than the first predetermined value, characterized in that by increasing the power generation amount of said generator to increase the load of the engine 2. An engine exhaust purification system according to 1.
前記再生手段は、前記再生中に前記バッテリの充電状態に基づいて前記発電機の発電量を変化させる場合に、該発電量及び前記エンジンの出力トルクを徐々に変化させることを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの排気浄化装置。 Said reproducing means, claims wherein when changing the power generation amount of the generator based on the state of charge of the battery during playback, wherein the gradually changing the output torque of the power generation amount and the engine The engine exhaust gas purification apparatus according to 1 or 2 . 前記充電状態検出手段により検出したバッテリの充電可能容量が第2の所定値より少ない場合に、前記再生手段による再生開始時に前記バッテリの充電可能容量が前記第2の所定値まで増加するように前記再生前にあらかじめ前記発電機の発電量を低下させる再生準備手段を更に備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。 When the chargeable capacity of the battery detected by the charge state detection means is less than a second predetermined value, the chargeable capacity of the battery is increased to the second predetermined value at the start of reproduction by the reproduction means. The engine exhaust gas purification apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising regeneration preparation means for reducing the power generation amount of the generator in advance before regeneration. 前記排気浄化手段は、排気中の窒素酸化物を吸蔵する窒素酸化物吸蔵触媒であり、
前記再生手段は、前記窒素酸化物吸蔵触媒に堆積した硫黄酸化物を除去して該窒素酸化物吸蔵触媒を再生することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
The exhaust purification means is a nitrogen oxide storage catalyst that stores nitrogen oxide in the exhaust,
5. The engine exhaust gas purification according to claim 1 , wherein the regeneration means regenerates the nitrogen oxide storage catalyst by removing sulfur oxide accumulated on the nitrogen oxide storage catalyst. apparatus.
前記エンジンは、駆動源としてモータを備えたハイブリッドエンジンであり、
前記発電機は、前記モータであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
The engine is a hybrid engine having a motor as a drive source,
The engine exhaust purification device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the generator is the motor.
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